第四节 洛伦兹力与现代技术 (分值:100分) 选择题1~10题,每小题9分,共90分。 基础对点练 题组一 回旋加速器 1.(多选)(2024·广东深圳高二期末)回旋加速器由两个铜质D形盒构成,盒间留有缝隙,加高频电源,中间形成交变的电场,D形盒装在真空容器里,整个装置放在与盒面垂直的匀强磁场B中。若用回旋加速器加速质子,不考虑相对论效应,下列说法正确的是 ( ) 质子动能增大是由于洛伦兹力做功 质子动能增大是由于电场力做功 质子速度增大,在D形盒内运动的周期变大 质子速度增大,在D形盒内运动的周期不变 2.(多选)(2024·广东佛山高二联考)如图所示,回旋加速器的两个D形金属盒分别和一高频交流电源两极相接,电压的值为U,两盒放在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于盒底面,粒子源置于盒的圆心附近。若粒子源射出的粒子带电量为q(q>0)、质量为m,粒子最大回旋半径为R,下列说法正确的是 ( ) 粒子每次经过D形盒之间的缝隙后动能增加qU 粒子被加速后的最大速度随加速电压的增大而增大 粒子被加速后的最大速度为 改变交流电的频率和磁感应强度B,加速质子的回旋加速器也可以用来加速α粒子 题组二 速度选择器和磁流体发电机 3.如图为速度选择器示意图。P1、P2两个极板间的电压为U,距离为d。极板间有磁感应强度方向垂直纸面向里、大小为B的匀强磁场。一束带电粒子流从S1射入,部分粒子恰能沿虚线从S2射出。不计粒子所受重力和粒子间的相互作用,下列说法正确的是 ( ) 能从S2射出的粒子一定带正电 能从S2射出的粒子的电量一定相等 能从S2射出的粒子的速度大小一定等于 能从S2射出的粒子的比荷一定相等 4.(多选)(2024·广东肇庆高二期末)一质子以速度v穿过相互垂直的匀强电场和匀强磁场叠加的区域而没有偏转,如图所示,若不计重力,则下列说法正确的是 ( ) 若质子的入射速度v'>v,它将向上偏转 若质子的入射速度v'>v,它将向下偏转 若将质子从右侧以相同速度射入,也不会偏转 若改为电子,从右侧以相同速度进入,会向上偏转 5.(多选)如图所示,将一束等离子体(即高温下电离的气体,含有大量带正电和负电的离子,而从整体上来说呈电中性)沿图示方向喷射入磁场,在磁场中有两块金属板A、B,这时金属板上就会聚集电荷,产生电压,以下说法正确的是 ( ) B板带正电 A板带正电 其他条件不变,只增大射入速度,UBA增大 其他条件不变,只增大磁感应强度,UBA增大 题组三 质谱仪 6.(多选)速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪后分成甲、乙两束,其运动轨迹如图所示,其中S0A=S0C。不考虑粒子间的相互作用,下列说法正确的是 ( ) 甲束粒子带正电,乙束粒子带负电 甲、乙两束粒子的比荷之比为2∶3 能通过狭缝S0的带电粒子的速率为 若两束粒子的电量相等,则甲、乙两束粒子的质量比为2∶3 7.现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子,其示意图如图所示,其中加速电压恒定。质子在入口处从静止开始被加速电场加速,经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速,为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场,需将磁感应强度增加到原来的12倍。此离子和质子的质量比为 ( ) 11 12 121 144 综合提升练 8.(2024·广东潮州高二期末)关于下列四幅图的说法正确的是 ( ) 图甲是用来加速带电粒子回旋加速器的示意图,要想粒子获得的最大动能增大,可增加电压U 图乙是磁流体发电机的结构示意图,可以判断出B极板是发电机的正极,A极板是发电机的负极 图丙是速度选择器的示意图,带电粒子(不计重力)能够从右向左沿直线匀速通过速度选择器 图丁是质谱仪的结构示意图,粒子打在底片上的位置越靠近狭缝S3,说明粒子的比荷越小 9.质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具。如图所示为质谱仪的原理示意图,现利用质谱仪对氢元素 ... ...
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