《2019-2020年高中物理 質(zhì)譜儀和回旋加速器同步練習(xí)（含解析）新人教版選修3.doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019-2020年高中物理 質(zhì)譜儀和回旋加速器同步練習(xí)（含解析）新人教版選修3.doc（11頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

2019-2020年高中物理 質(zhì)譜儀和回旋加速器同步練習(xí)（含解析）新人教版選修3 1．現(xiàn)代科學(xué)研究中常要用到高速電子，電子感應(yīng)加速器就是電子加速的設(shè)備。它的基本原理如圖所示，上、下為電磁鐵的兩個(gè)磁極，磁極之間有一個(gè)環(huán)形真空室, 電子在真空室中做圓周運(yùn)動(dòng)。電磁鐵線圈電流的大小、方向可以變化。上圖為側(cè)視圖，下圖為真空室的俯視圖，如果從上向下看, 電子沿逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)。以下分析正確的是( ) A．變化的磁場(chǎng)在真空室內(nèi)形成感生電場(chǎng)使電子加速 B．變化的電場(chǎng)在真空室內(nèi)形成磁場(chǎng)使電子加速 C．當(dāng)電磁鐵線圈電流的方向與圖示方向一致時(shí), 為使電子加速, 電磁鐵中的電流應(yīng)該由小變大 D．當(dāng)電磁鐵線圈電流的方向與圖示方向一致時(shí), 為使電子加速, 電磁鐵中的電流應(yīng)該由大變小 2．速度相同的一束粒子，由左端射入速度選擇器后，又進(jìn)入質(zhì)譜儀，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，則下列說(shuō)法中正確的是（ ） A．該束帶電粒子帶負(fù)電 B．能通過(guò)狹縫S0的帶電粒子的速率等于E/B2 C．若保持B2不變，粒子打在膠片上的位置越遠(yuǎn)離狹縫S0，粒子的比荷q/m越小 D．若增大入射速度，粒子在磁場(chǎng)中軌跡半圓將變大 3．1932年，勞倫斯和利文斯設(shè)計(jì)出了回旋加速器.回旋加速器的工作原理如圖所示，置于高真空中的D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過(guò)的時(shí)間可以忽略不計(jì).磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與盒面垂直.A處粒子源產(chǎn)生的粒子，質(zhì)量為m、電荷量為+q ，在加速器中被加速，加速電壓為U. 實(shí)際使用中，磁感應(yīng)強(qiáng)度和加速電場(chǎng)頻率都有最大值的限制.若某一加速器磁感應(yīng)強(qiáng)度和加速電場(chǎng)頻率的最大值分別為Bm、fm，加速過(guò)程中不考慮相對(duì)論效應(yīng)和重力作用 A．粒子第2次和第1次經(jīng)過(guò)兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比：1 B．粒子從靜止開(kāi)始加速到出口處所需的時(shí)間 C．如果fm＞，粒子能獲得的最大動(dòng)能為 D．如果fm＜，粒子能獲得的最大動(dòng)能為 4．如圖為回旋加速器的結(jié)構(gòu)示意圖，兩個(gè)半徑為R 的D形金屬盒相距很近，連接電壓峰值為UM、頻率為的高頻交流電源，垂直D形盒的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。現(xiàn)用此加速器來(lái)加速電荷量分別為+0.5q、+q、+2q，相對(duì)應(yīng)質(zhì)量分別為m、2m、3m的三種靜止離子，最后經(jīng)多次回旋加速后從D形盒中飛出的粒子的最大動(dòng)能可能為 A． B． C． D． 5．英國(guó)物理學(xué)家阿斯頓因首次制成質(zhì)譜儀，并用此對(duì)同位素進(jìn)行了研究，因此榮獲了1922年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。若速度相同的同一束粒子由左端射入質(zhì)譜儀后的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，則下列相關(guān)說(shuō)法中正確的是 A．該束帶電粒子帶正電 B．速度選擇器的P1極板帶負(fù)電 C．在B2磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑越大的粒子，質(zhì)量越大 D.在B2磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑越大的粒子，比荷小 6．1932年勞倫斯制成了世界上第一臺(tái)回旋加速器，其原理如圖所示，這臺(tái)加速器由兩個(gè)D形盒D1、D2構(gòu)成，它們之間留有窄縫，在窄縫間有電勢(shì)差，形成電場(chǎng)，離子在此窄縫中被加速，進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，回到窄縫時(shí)電場(chǎng)方向變換離子又被加速，依次循環(huán)....。下列說(shuō)法正確的是 A．離子在加速器D形盒D1中運(yùn)動(dòng)的周期比在D2中的大 B．在兩個(gè)D形盒D1、D2之間加有周期性變化的電場(chǎng) C．離子從電場(chǎng)中獲得能量 D．離子從磁場(chǎng)中獲得能量 7．加速器是使帶電粒子獲得高能量的裝置，下圖是回旋加速器的原理圖，由回旋加速器的工作原理可知 A．隨著速度的增加，帶電粒子走過(guò)半圓的時(shí)間越來(lái)越短 B．帶電粒子獲得的最大速度是由交變電場(chǎng)的加速電壓決定的 C．交變電場(chǎng)的頻率跟帶電粒子的荷質(zhì)比成正比 D．不同的帶電粒子在同一回旋加速器中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間相同 8．英國(guó)物理學(xué)家阿斯頓首次制成了質(zhì)譜儀，并用它確定了同位素的普遍存在。若兩種帶電粒子a、b(不計(jì)重力)由S1射入質(zhì)譜儀后的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，則下列說(shuō)法中正確的是 S1 P2 P1 a b A．兩種粒子都帶負(fù)電 B．金屬板P1、P2間電場(chǎng)方向水平向左 C．b粒子的速度大于a粒子的速度 D．a(chǎn)粒子的比荷大于b粒子的比荷 9．如圖所示為質(zhì)譜儀的工作原理示意圖，帶電粒子被加速電場(chǎng)加速后，進(jìn)入速度選擇器，速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)的強(qiáng)度分別為B和E，平板S上有可讓粒子通過(guò)的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A1A2，平板S下方有強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。下列表述錯(cuò)誤的是（ ） A．質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具 B．能通過(guò)的狹縫P的帶電粒子的速率等于E/B C．粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子的比荷q/m越大 D．速度選擇器中的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里 10．回旋加速器是獲得高能帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻交流電源的兩極相連的兩個(gè)D形盒，兩盒間的狹縫中形成周期性變化的電場(chǎng)，使粒子在通過(guò)狹縫時(shí)都能得到加速，兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示，關(guān)于回旋加速器的下列說(shuō)法正確的是( ) A．狹縫間的電場(chǎng)對(duì)粒子起加速作用，因此加速電壓越大，帶電粒子從D形盒射出時(shí)的動(dòng)能越大 B．磁場(chǎng)對(duì)帶電粒子的洛侖茲力對(duì)粒子不做功，因此帶電粒子從D形盒射出時(shí)的動(dòng)能與磁場(chǎng)的強(qiáng)弱無(wú)關(guān) C．帶電粒子做一次圓周運(yùn)動(dòng)，要被加速兩次，因此交變電場(chǎng)的周期應(yīng)為圓周運(yùn)動(dòng)周期的二倍 D．用同一回旋加速器分別加速不同的帶電粒子，一般要調(diào)節(jié)交變電場(chǎng)的頻率 11．（單選）1922年英國(guó)物理學(xué)家阿斯頓因質(zhì)譜儀的發(fā)明、同位素和質(zhì)譜的研究榮獲了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。若一束粒子由左端射入質(zhì)譜儀后的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，則下列說(shuō)法中正確的是：（ ） A．該束帶電粒子帶負(fù)電 B．速度選擇器的P1極板帶負(fù)電 C．在B2磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑越大的粒子，質(zhì)量越大 D．在B2磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑越大的粒子，比荷越小 12．（多選）回旋加速器是利用較低電壓的高頻電源使粒子經(jīng)多次加速獲得巨大速度的一種儀器，工作原理如圖，下列說(shuō)法正確的是（ ） A．粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng) B．粒子由A0運(yùn)動(dòng)到A1比粒子由A2運(yùn)動(dòng)到A3所用時(shí)間少 C．粒子的軌道半徑與它的速率成正比 D．粒子的運(yùn)動(dòng)周期和運(yùn)動(dòng)速率成正比 13．回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻交流電源兩極相連接的兩個(gè)D形金屬盒，兩盒間的狹縫中形成周期性變化的電場(chǎng)，使粒子在通過(guò)狹縫時(shí)都能得到加速，兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示。設(shè)D形盒半徑為R。若用回旋加速器加速質(zhì)子時(shí)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，高頻交流電頻率為f , 則下列說(shuō)法正確的是（ ） A．質(zhì)子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)每運(yùn)動(dòng)一周被加速一次 B．質(zhì)子被加速后的最大速度與加速電場(chǎng)的電壓大小有關(guān) C．質(zhì)子被加速后的最大速度不可能超過(guò)2πfR D．不改變B和f，該回旋加速器也能用于加速α粒子 14．如圖是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖。帶電粒子被加速電場(chǎng)加速后，進(jìn)入速度選擇器。速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)的強(qiáng)度分別為B和E。平板S上有可讓粒子通過(guò)的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A1A2。平板S下方有強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。下列表述正確的是 A．質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具 B．速度選擇器中的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外 C．能通過(guò)的狹縫P的帶電粒子的速率等于E/B D．粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子的荷質(zhì)比越小 15．如圖是質(zhì)譜儀工作原理示意圖．帶電粒子被加速電場(chǎng)加速后，進(jìn)入速度選擇器．速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)的強(qiáng)度分別為B和E．平板S上有可讓粒子通過(guò)的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A1A2．S下方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．下列表述正確的是（ ） A．質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具 B．速度選擇器中的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外 C．速度選擇器只能一種電性，且速度等于的粒子 D．帶電量相同的粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子的質(zhì)量越大 16．回旋加速器的工作原理如圖所示，置于真空中的D型金屬盒半徑為R，兩金屬盒間的狹縫很小，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與金屬盒盒面垂直，高頻交流電的頻率為f、電壓大小恒為U，若中心粒子源放射出的質(zhì)子質(zhì)量為m，電量為+e，從靜止開(kāi)始在加速器中被加速．不考慮相對(duì)論效應(yīng)和重力作用，則下列說(shuō)法正確有 A．若該加速器能實(shí)現(xiàn)對(duì)質(zhì)子的加速，則上述物理量必須滿足 B．若該加速器能實(shí)現(xiàn)對(duì)質(zhì)子的加速，則上述物理量必須滿足 C．質(zhì)子最終由加速器加速獲得的最大速度隨電壓U的增大而增大 D．質(zhì)子最終由加速器加速獲得的最大速度隨磁感應(yīng)強(qiáng)度B的增大而增大 17．回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其主體部分是兩個(gè)D形金屬盒。兩金屬盒處在垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，a、b分別與高頻交流電源兩極相連接，下列說(shuō)法正確的是 A．離子從磁場(chǎng)中獲得能量 B．離子從電場(chǎng)中獲得能量 C．增強(qiáng)磁感應(yīng)強(qiáng)度可以使粒子射出時(shí)的動(dòng)能增加 D．增大金屬盒的半徑可使粒子射出時(shí)的動(dòng)能增加 18．關(guān)于回旋加速器加速帶電粒子所獲得的能量，下列說(shuō)法正確的是（ ） A．與加速器的半徑有關(guān)，半徑越大，能量越大 B．與加速器的磁場(chǎng)有關(guān)，磁場(chǎng)越強(qiáng)，能量越大 C．與加速器的電場(chǎng)有關(guān)，電場(chǎng)越強(qiáng)，能量越大 D．與帶電粒子的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大，能量越大 19．速度相同的一束粒子由左端射入質(zhì)譜儀后分成甲、乙兩束，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，其中S0A＝S0C，則下列說(shuō)法正確的是( ) A．甲束粒子帶正電，乙束粒子帶負(fù)電 B．甲束粒子的比荷大于乙束粒子的比荷 C．能通過(guò)狹縫S0的帶電粒子的速率等于 D．若甲、乙兩束粒子的電荷量相等，則甲、乙兩束粒子的質(zhì)量比為3∶2 20．回旋加速器是用來(lái)加速帶電粒子的裝置，如圖所示，它的核心部分是兩個(gè)D形金屬盒，兩盒相距很近，分別和高頻交流電源相連接，在兩盒間的窄縫中形成交變電場(chǎng)，使帶電粒子每次通過(guò)窄縫都得到加速。兩盒放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于盒底面，帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，通過(guò)兩盒間的窄縫時(shí)反復(fù)被加速，直到達(dá)到最大圓周半徑時(shí)通過(guò)特殊裝置被引出，如果用同一回旋加速器分別加速氚核（H）和粒子（He），比較它們所加的高頻交流電源的周期和獲得的最大動(dòng)能的大小，可知 A. 加速氚核的交流電源的周期較大，氚核獲得的最大動(dòng)能較小 B. 加速氚核的交流電源的周期較大，氚核獲得的最大動(dòng)能也較大 C. 加速氚核的交流電源的周期較小，氚核獲得的最大動(dòng)能也較小 D. 加速氚核的交流電源的周期較小，氚核獲得的最大動(dòng)能較大 參考答案 1．AC 【解析】 試題分析：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，變化的磁場(chǎng)在真空室內(nèi)形成感生電場(chǎng)，而電場(chǎng)能使電子加速，選項(xiàng)A正確；因洛倫茲力對(duì)電荷不做功，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)電磁鐵線圈電流的方向與圖示方向一致時(shí)，線圈中的電流增強(qiáng)，磁場(chǎng)就增大了，根據(jù)楞次定律，感生電場(chǎng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)要阻礙它增大所以感生電場(chǎng)為順時(shí)針?lè)较?，即電流方向順時(shí)針，所以電子運(yùn)動(dòng)逆時(shí)針?lè)较螂妶?chǎng)力作用下加速運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力約束下做圓周運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤；故選AC. 考點(diǎn)：楞次定律. 2．C 【解析】 試題分析：粒子在質(zhì)譜儀中向下偏轉(zhuǎn)，由左手定則知粒子帶正電，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；粒子進(jìn)入速度選擇器中時(shí)，qv0B1=qE，得，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；粒子進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2中受到洛倫茲力而做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得得，離狹縫S0越遠(yuǎn)粒子的半徑就越大，由于v0是一定的，B2不變，半徑r越大，則越小，選項(xiàng)C正確；若增大入射速度，粒子將不能通過(guò)S0進(jìn)入質(zhì)譜儀區(qū)域，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 考點(diǎn)：本題旨在考查速度選擇器、質(zhì)譜儀的工作原理。 3．ABD 【解析】 試題分析：設(shè)粒子第1次經(jīng)過(guò)狹縫后的半徑為r1，速度為v1,由動(dòng)能定理得，在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，，解得 同理，粒子第2次經(jīng)過(guò)狹縫后的半徑 則故A選項(xiàng)正確；粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的最大半徑是D行盒的半徑R，則粒子的最大速度根據(jù)，獲得的最大動(dòng)能為，設(shè)粒子到出口處被加速了n圈，由動(dòng)能定理，解得，再由粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為，所以粒子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為，故B選項(xiàng)正確；加速電場(chǎng)的頻率應(yīng)等于粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的頻率，即，當(dāng)磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度為Bm時(shí)，加速電場(chǎng)的頻率應(yīng)為，粒子的動(dòng)能，當(dāng)時(shí)，粒子的最大動(dòng)能由Bm決定，，解得，當(dāng)時(shí)，粒子的最大動(dòng)能由fm決定，，解得 ,故D選項(xiàng)正確。 考點(diǎn)：回旋加速器 動(dòng)能定理 4．B 【解析】 試題分析：根據(jù)，則三種粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期分別為：；；；因?yàn)榧铀匐妶?chǎng)的頻率為，則前兩種粒子都可以在加速器中不斷的被加速，最后從D形盒中飛出，帶電粒子從D形盒中飛出時(shí)的最大半徑等于D形盒的半徑，則，最大動(dòng)能為：；則兩種粒子的最大動(dòng)能分別為：；；則從D形盒中飛出的粒子的最大動(dòng)能可能為，選項(xiàng)B正確. 考點(diǎn)：回旋加速器. 5．AD 【解析】 試題分析：根據(jù)粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡，由左手定則可知，粒子帶正電，選項(xiàng)A正確；粒子在正交場(chǎng)中，受向上的洛倫茲力，故電場(chǎng)力向下，即速度選擇器的P1極板帶正電，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)可知，在B2磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑越大的粒子，質(zhì)量與電荷量的比值越大，或者比荷越小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確；故選AD. 考點(diǎn)：質(zhì)譜儀。 6．BC 【解析】 試題分析：在加速器D形盒中兩個(gè)區(qū)域磁場(chǎng)強(qiáng)度相同，粒子在D1中運(yùn)動(dòng)的周期與D2中的周期相同（），故A錯(cuò)誤；在兩個(gè)D形盒D1、D2之間加有周期性變化的電場(chǎng)，使粒子可以在電場(chǎng)力的作用下不斷加速，故BC正確；粒子在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力始終與粒子運(yùn)動(dòng)方向垂直，洛倫茲力不做功，故D錯(cuò)誤。 考點(diǎn)：本題考查了回旋加速器的原理 7．CD 【解析】 試題分析：帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期可知粒子運(yùn)動(dòng)的周期與運(yùn)動(dòng)的速度無(wú)關(guān)，A錯(cuò)誤；粒子最后離開(kāi)磁場(chǎng)是時(shí)，運(yùn)動(dòng)的軌道半徑與D形盒的半徑相等，根據(jù)，可知離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的速度，與加速度電壓的大小無(wú)關(guān)，B錯(cuò)誤，帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的頻率與交變電場(chǎng)的頻率相等，大小為，因此交變電場(chǎng)的頻率跟帶電粒子的荷質(zhì)比成正比，C正確；粒子在回旋加速器中被加速的過(guò)程，，而，因此粒子在回旋加速器中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t=，整理得：，與粒子的質(zhì)量和帶量無(wú)關(guān)，因此不同的粒子在同一回旋加速器中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同，D正確。 考點(diǎn)：回旋加速器 8．D 【解析】 試題分析：由左手定則可知，兩種離子帶正電，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在金屬板P1、P2間，由S1到S2洛倫茲力向左，故電場(chǎng)力向右，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；因?yàn)榻?jīng)過(guò)速度選擇器的粒子的速度都滿足qvB=Eq，故兩種粒子的速度相同，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)可知，b的運(yùn)動(dòng)半徑大于a，故a粒子的比荷大于b粒子的比荷，選項(xiàng)D正確。 考點(diǎn)：質(zhì)譜儀. 9．D 【解析】 試題分析：進(jìn)入B0的粒子滿足：，即：，知道粒子電量后，便可求出m的質(zhì)量，所以質(zhì)譜儀可以用來(lái)分析同位素，故A正確；由qE=qvB，得，此時(shí)離子受力平衡，可沿直線穿過(guò)選擇器，故B正確；由，知R越小，粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，荷質(zhì)比越大，故C正確； 根據(jù)原理圖可知粒子帶正電，則受電場(chǎng)力向右，故洛倫茲力必向左，由左手定則可判斷磁場(chǎng)方向垂直直面向外，故D錯(cuò)誤；此題選錯(cuò)誤選項(xiàng)，故選：D. 考點(diǎn)：質(zhì)譜儀。 10．D 【解析】 試題分析：由知，粒子速度越大，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑越大，則粒子離開(kāi)回旋加速器時(shí)的半徑最大，速度最大，動(dòng)能越大為，與加速度電壓無(wú)關(guān)，與磁場(chǎng)的強(qiáng)弱有關(guān)，A、B錯(cuò)誤；粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期為，由題意知，同期不變，C錯(cuò)誤；由周期知，不同粒子荷質(zhì)比不同，則周期不同，頻率不同，用同一回旋加速器分別加速不同的帶電粒子，一般要調(diào)節(jié)交變電場(chǎng)的頻率，D正確。 考點(diǎn)：本題考查回旋加速器。 11．D 【解析】 試題分析：在磁場(chǎng)B2中，根據(jù)速度方向及左手定則知帶電粒子帶正電，A錯(cuò)誤；在速度選擇器中，判斷洛倫磁力向上，電場(chǎng)力必定向下，P1為正極板，B錯(cuò)誤；根據(jù)及速度相同，則半徑越大，越大，C錯(cuò)誤、D正確。 考點(diǎn)：速度選擇器、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 12．AC 【解析】 試題分析：粒子在回旋加速度中的磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，A正確；每經(jīng)過(guò)電場(chǎng)一次，速度就變大一次，根據(jù)知每半個(gè)半圓時(shí)間相同，B、D錯(cuò)誤；根據(jù)知半徑越大速度越大，C正確。 考點(diǎn)：回旋加速器 13．C 【解析】 試題分析：質(zhì)子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)每運(yùn)動(dòng)一周被加速二次，A錯(cuò)誤；質(zhì)子被加速后的最大速度與加速電場(chǎng)的電壓大小無(wú)關(guān)，而與D形金屬盒的半徑有關(guān)，半徑越大，加速的最大速度就越大，B錯(cuò)誤；由于R=，加速的頻率f=，將二者聯(lián)立起來(lái)得，最大速度為v=2πfR，C正確；不改變B和f，當(dāng)加速α粒子時(shí)，由于它與質(zhì)子的荷質(zhì)比不同，故周期不同，所以該回旋加速器不能用于加速α粒子，D錯(cuò)誤。 考點(diǎn)：回旋回速器。 14．ABC 【解析】 試題分析：粒子在題圖中的電場(chǎng)中加速，說(shuō)明粒子帶正電.其通過(guò)速度選擇器時(shí)，電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡，則洛倫茲力方向應(yīng)水平向左，由左手定則知，在速度選擇器中的磁場(chǎng)的方向垂直紙面向外，B正確；由Eq=Bqv可知，v=E/B，C正確；粒子打在膠片上的位置到狹縫的距離即其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的直徑，根據(jù)，可知直徑，直徑D越小，粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，此時(shí)粒子的荷質(zhì)比越大，直徑D不同，則粒子的荷質(zhì)比不同，因此，利用該裝置可以分析同位素，A正確，D錯(cuò)誤。 考點(diǎn)：帶電粒子在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 15．AB 【解析】 試題分析：通過(guò)速度選擇器的粒子速度相等，不同比荷的粒子在磁場(chǎng)中半徑不同，所以，質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具，A正確； 由圖知速度選擇器中由水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，粒子在速度選擇器中所受洛倫茲力與電場(chǎng)力方向相反，由左手定則可知，速度選擇器中的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，B正確；只要粒子的速度滿足,帶電粒子就能通過(guò)速度選擇器沿直線進(jìn)入狹縫P，與粒子帶電荷的正負(fù)無(wú)關(guān)；C錯(cuò)誤；粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，則,粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，r越小，粒子的比荷越大，D錯(cuò)誤。故選AB。 考點(diǎn)：質(zhì)譜儀的原理 16．AD 【解析】 試題分析：要實(shí)現(xiàn)對(duì)質(zhì)子的加速，高頻交流電的頻率為f與質(zhì)子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中作勻速圓周 的頻率，，A正確、B錯(cuò)誤；質(zhì)子最終由加速器加速獲得的最大速度v=，與U無(wú)關(guān)，C錯(cuò)誤、D正確。 考點(diǎn)：回旋加速器的工作原理 17．BCD 【解析】 試題分析：離子在磁場(chǎng)中受到洛倫茲力，但不做功，故A錯(cuò)誤；帶電粒子源源不斷的在電場(chǎng)中處于加速狀態(tài)，從而獲得能量，故B正確；帶電粒子從D形盒中射出時(shí)的動(dòng)能 Ekm=mvm2 ；帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則圓周半徑 ；由上述兩式可得顯然，當(dāng)帶電粒子q、m一定的，則Ekm∝R2 B2;即Ekm隨磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B、D形金屬盒的半徑R的增大而增大，與加速電場(chǎng)的電壓和狹縫距離無(wú)關(guān)，故CD正確；故選：BCD． 考點(diǎn)：回旋加速器. 18．AB 【解析】 試題分析：洛倫茲力充當(dāng)向心力，故有，解得：，所以代入，可得：，從式子中可以看出最大動(dòng)能與加速器的半徑、磁感線強(qiáng)度以及電荷的電量和質(zhì)量有關(guān)．半徑越大，能量越大；磁場(chǎng)越強(qiáng)，能量越大；質(zhì)量和電量都大，能量不一定大，故AB正確。 考點(diǎn)：考查了回旋加速器 19．B 【解析】 試題分析：根據(jù)左手定值可得甲帶負(fù)電，乙?guī)д?，A錯(cuò)誤；根據(jù)公式，因?yàn)樗俣龋痛鸥袘?yīng)強(qiáng)度相等，，所以有：，解得，故B正確；根據(jù)公式可得能沿直線通過(guò)粒子的速率為，C錯(cuò)誤；若甲、乙兩束粒子的電荷量相等，根據(jù)，則甲、乙兩束粒子的質(zhì)量比為，故D錯(cuò)誤. 考點(diǎn)：考查了帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 20．A 【解析】 試題分析：因?yàn)榧铀倨魉拥母哳l交流電源的周期與粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期相等，而粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期與粒子的運(yùn)動(dòng)速度還沒(méi)關(guān)系，故由公式T=可知，氚核的交流電源的周期較大，故C、D均錯(cuò)誤；再根據(jù)最大動(dòng)能Ek=，將氚核與氦核的相關(guān)電荷量與質(zhì)量代入，發(fā)現(xiàn)氚核獲得的最大動(dòng)能較小，故A正確，B錯(cuò)誤。 考點(diǎn)：加旋加速器。