2017高考物理模拟题精选训练磁场专题05质谱仪与回旋加速器含解析

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1、专题05质谱仪与回旋加速器1.(2017武汉武昌模拟)冋旋加速器的核心部分是真空室中的两个相距很近的D形金属盒，把它们放在匀强磁场屮，磁场方向垂直于盒面向下。连接好高频交流电源后，两盒间的窄缝屮能形成匀强电场，带电粒子在磁场中做圆周运动，每次通过两盒间的窄缝时都能被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置引出。如果用同一回旋加速器分别加速就核(4)和a粒子Glle),比较它们所需要的高频交流电源的周期和引出时的最大动能，下列说法正确的是A.加速氟核的交流电源的周期较大；氟核获得的动能较大B.加速範核的交流电源的周期较小；加核获得的动能较大C.加速氟核的交流电源的周期较大

2、；氟核获得的动能较小D.加速氟核的交流电源的周期较小；氟核获得的动能较小高频交流电【参考答案】0.【命题意图】.本题考查回旋加速器、带电粒子在匀强磁场屮的匀速圆周运动、周期、动能及其相关的知识点。2龙"2【解题思路】由于氣核的比荷q/m小于。粒子的比荷，由带电粒子在匀强磁场中运动的周期公式2——可qB知加速氟核的交流电源的周期较大。粒子通过冋旋加速器获得的最大速度w輕,动能m1jq2r2Ek=-mv2=^A,将歸核和a粒子的电荷量q和质量m代入比较可知，u粒子获得的动能较大，选项C22m正确。1.（2017云贵川百校大联考）图甲是回旋加速器的示意图，其核心部分是两个D形

3、金属盒，在加速带电粒子时，两金属盒均置于匀强磁场中，并分别与高频交流电源两极相连.带电粒子在磁场中运动的动能兔随时间t的变化规律如图乙所示，若忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列说法正确的是（）乙A.（t2-ti）=（t3-t2）二・••（tn-tn-l）B.高频交流电源的变化周期随粒子速度的增大而减小C.要使得粒子获得的最大动能增大，可以减小粒子的比荷•D.要使得粒子获得的最大动能增大，可以增大匀强磁场的磁感应强度【参考答案】AD.【名师解析】交流电源的周期必须和粒子在磁场中运动的周期一致，由公式护和工嘴判断；当粒子从D形盒中出来时，速度最大，此时运动的半径等于D形

4、盒的半径.洛伦兹力提供向心力，有辭=圧，解得工晋，故周期宀£普1,与速度无关,故t4-t3=ta-t：=t：-t：=y、故A正确,B错误5当粒子从D形盒中出来时，速度最大，此时运动的半径等于D形盒的半径；2222由q曲询得，輕，则最犬动能车空—，知最大动能与加速器的半径、磁感线强度臥及电Rm22m荷的电量和质量有关，与加速电压等其他因素无关，故C错误，D正确；2.（2016济南模拟）质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所示。粒子源$发出两种带正电的同位素粒子甲和乙，两种粒子从S出来时速度很小，可忽略不计，粒子经过加速电场加速后垂直进入有界

5、匀强磁场（图屮线框所示），最终打到照相底片上。测得甲、乙两种粒子打在照相底片上的点到入口的距离之比为5：4,则它们在磁场中运动的时间之比是A.5：4C.25:16B.4：5D.16:25【参考答案】・C【命题意图】本题考查了质谱仪、洛伦兹力和带电粒子在匀强磁场中的运动、动能定理及其相关的知识点。【解题思路】根据甲、乙两种粒子打在照相底片上的点到入射磁场点的距离之比为5：4,可得甲、乙两种粒子在匀强磁场中运动的轨迹半径之比为『■:rz=5：4o甲、乙两种粒子是同位素〉带电荷量q相等。由吨略解得：普。由如4,解得唱=讐，可得甲、乙两种粒子在匀强磁场中运动的轨迹半径之比为宀―

6、⑹粒子在磁场中运动的时间V吩甲、乙两种粒子在磁场中运动的时间之比八：—二四■:吐二25：16,选项C正确。励磁线圈A.增大电一子枪的加速电压,1.（2016湖北部分重点中学联考）物理课堂教学中的洛伦兹力演示仪由励磁线圈、玻璃泡、电子枪等部分组成。励磁线圈是一对彼此平行的共轴的圆形线圈，它能够在两线圈之间产生匀强磁场。玻璃泡内充有稀薄的气体，电子枪在加速电压下发射电子，电子束通过泡内气体时能够显示出电子运动的径迹。若电子枪垂直磁场方向发射电子，给励磁线圈通电后，能看到电子束的径迹呈圆形。若只增大电子枪的加速电压或励磁线圈中的电流，下列说法正确的是（）电子束的轨道半径变大电

7、子朿的轨道半径不变电子束的轨道半径变小电子束的轨道半径不变B.增大电子枪的加速电压,C.增大励磁线圈中的电流,D.增大励磁线圈屮的电流,【参考答案】AC【名师解析】：若只增大电子枪的加速电压，电子速度增大，由斤引渤可知，电子束的轨道半径变大，选项A止确B错课。若只增大励磁线圈中的电流，磁感应强度增大，由斤円/“创可知，电子束的轨道半径变小，选项C正确D错误。2.（2016•北京东城区模拟）如图所示，一束质量、速度和电荷量不全相等的离子，经过由正交的匀强电场和匀强磁场组成的速度选择器后，进入另一个匀强磁场中并分裂为力、〃两束，下列说法屮正确