现代五项练习题(有答案).doc

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1、现代五项练习题【本周练习】　　1．问：若右图是速度选择器，请标出极板带电情况和磁场方向。它能“选择”的速度v的大小与什么因素有关？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2．（2006年·全国理综Ⅰ）图中为一“滤速器”装置的示意图．a、b为水平放置的平行金属板，一束具有各种不同速率的电子沿水平方向经小孔O进入a、b两板之间．为了选取具有某种特定速率的电子，可在a、b间加上电压，并沿垂直于纸面的方向加一匀强磁场，使所选电子仍能够沿水平直线OO′运动，由O′射出．不计重力作用．可能达到上述目的的办法是　　

2、A．使a板电势高于b板，磁场方向垂直纸面向里　　B．使a板电势低于b板，磁场方向垂直纸面向里　　C．使a板电势高于b板，磁场方向垂直纸面向外　　D．使a板电势低于b板，磁场方向垂直纸面向外　　3．如图所示，匀强电场和匀强磁场相互垂直，现有一束带电粒子（不计重力），以速度v0沿图示方向恰能直线穿过，下列说法正确的是（　　）　　A．如果让平行板电容器左极板为正极，则带电粒子必须从下向上以v0进入该区域才能沿直线穿过　　B．如果带正电粒子以小于v0速度沿v0方向射入该区域时，其电势能越来越小　　C．如果带负电

3、粒子速度小于v0，仍沿v0方向射入该区域时，其电势能越来越大　　D．无论带正、负电的粒子，若从下向上以速度v0进入该区域时，其动能都一定增加　　4．磁流体发电机：在高温作用下，将物质电离为导电的正负离子，（即等离子体），以每秒几百米的速度喷入磁场。　　问：（1）设极板1、2间距离为d，磁感应强度为B，正负离子带电量大小为q，喷入速度为v，则1、2间最大电压是多少？　　（2）一对1价的正负离子能引起外电路中通过的电量为　　？　　　　　　　　　　　　　　　　　　5．如图磁流体发电机的极板相距d=0.2m，极

4、板间匀强磁场，B=1.0T，外电路中为阻值可变的负载电阻R，电离气体以速率v=1100m/s沿极板射入，极板间电离气体等效内阻r=0.1Ω，试求磁发电机的最大输出功率为多大。　　　　　　　　　　　　　　　　　　6、质谱仪：主要用于分析同位素，测定其质量、荷质比和含量比。图为一种常用的质谱仪，由离子源、加速场S1S2、在S2S3之间有速度选择器和偏转磁场B组成。　　问：（1）在S2S3之间的速度选择器作用是什么？请标出极板带电和极板间磁场方向？　　（2）若粒子质量为m，电荷量为q，S2S3之间的速度选择器

5、电场强度为E，磁感应强度为B0，S3D以下的磁感应强度为B。不计重力。求粒子落点M的位置。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　7．如图所示为质谱仪的原理示意图，电荷量为q、质量为m的带正电的粒子从静止开始经过电势差为U的加速电场后进入粒子速度选择器，选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，匀强电场的场强为E、方向水平向右．已知带电粒子能够沿直线穿过速度选择器，从G点垂直MN进入偏转磁场，该偏转磁场是一个以直线MN为边界、方向垂直纸面向外的匀强磁场．带电粒子经偏转磁场后，最终到达照相底片的H点．可测量

6、出G、H间的距离为l．带电粒子的重力可忽略不计．求　　（1）粒子从加速电场射出时速度ν的大小．　　（2）粒子速度选择器中匀强磁场的磁感强度B1的大小和方向．　　（3）偏转磁场的磁感强度B2的大小．　　　　　　　　　　　　　　　　　　　8．（2001年·全国理综）下图是测量带电粒子质量的仪器工作原理示意图．设法使某有机化合物的气态分子导入图中所示的容器A中，使它受到电子束轰击，失去一个电子变成为正一价的分子离子．分子离子从狭缝s1以很小的速度进入电压为U的加速电场区（初速不计），加速后，再通过狭缝s2、s

7、3射入磁感强度为B的匀强磁场，方向垂直于磁场区的界面PQ．最后，分子离子打到感光片上，形成垂直于纸面且平行于狭缝s3的细线．若测得细线到狭缝s3的距离为d，试导出分子离子的质量m的表达式．　　　　　　　　　　　　　　　　　　　9．回旋加速器：用较低的高频电源，使粒子每隔一定的时间受到一次加速，经过多次加速达到巨大的速度。如图，D型回旋加速器。　　设磁感应强度为B，加速电压为U，带电粒子(q，m)，　　问：　　（1）粒子最终能达到的最大速度vm＝________　　（2）忽略粒子加速时间，则高频电源的周期

8、T＝________　　10．回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示，它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近，分别和高频交流电源相连接，两盒间的窄缝中形成匀强电场，使带电粒子每次通过窄缝都得到加速。两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，带电粒子在磁场中做圆周运动，通过两盒间的窄缝时反复被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出。如果用同一回旋加速器分别加速氚核（H）和粒子（He），比较它们所加高频交流电源的周期和获得最大