高考物理答题技巧《质谱仪》高频考点特训（2017年练习版） - 高考物理题库

高考物理答题技巧《质谱仪》高频考点特训（2017年练习版）(五)

2017-03-02 09:53:31 来源:91考试网作者:www.91exam.org 【大中小】

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1、选择题回旋加速器在核科学、核技术、核医学等高新技术领域得到了广泛应用，有力地推动了现代科学技术的发展。回旋加速器的原理如图所示，D1和D2是两个正对的中空半圆金属盒，它们的半径均为R，且分别接在电压一定的交流电源两端，可在两金属盒之间的狭缝处形成变化的加速电场，两金属盒处于与盒面垂直、磁感应强度为B的匀强磁场中。A点处的粒子源能不断产生带电粒子，它们在两盒之间被电场加速后在金属盒内的磁场中做匀速圆周运动。调节交流电源的频率，使得每当带电粒子运动到两金属盒之间的狭缝边缘时恰好改变加速电场的方向，从而保证带电粒子能在两金属盒之间狭缝处总被加速，且最终都能沿位于D2盒边缘的C口射出。该回旋加速器可将原来静止的α粒子（氦的原子核）加速到最大速率v，使它获得的最大动能为Ek。若带电粒子在A点的初速度、所受重力、通过狭缝的时间及C口的口径大小均可忽略不计，且不考虑相对论效应，则用该回旋加速器( )

A．能使原来静止的质子获得的最大速率为v
B．能使原来静止的质子获得的动能为Ek
C．加速质子的交流电场频率与加速α粒子的交流电场频率之比为1：1
D．加速质子的总次数与加速α粒子总次数之比为2：1

2、计算题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，它的构造如图所示。设离子源S产生离子，离子产生出来时速度很小，可以看作速度为零。产生的离子经过电压为U的电场加速后（图中未画出），进入一平行板电容器C中，电场E和磁场B1相互垂直，具有某一速度的离子将沿图中虚直线穿过两板间的空间而不发生偏转，而具有其他速度的离子发生偏转。最后离子再进入磁感应强度为B2的匀强磁场，沿着半圆周运动，到达记录它的照相底片上的P点，根据以上材料回答下列问题：

（1）证明能穿过平行板电容器C的离子具有的速度为v=E/B1
（2）若测到P点到入口S1的距离为x，证明离子的质量m=qB22x2/8U

3、选择题关于回旋加速器加速带电粒子所获得的能量，下列说法正确的是（　　）
A．与加速器的半径有关，半径越大，能量越大
B．与加速器的磁场有关，磁场越强，能量越大
C．与加速器的电场有关，电场越强，能量越大
D．与带电粒子的质量和电量均有关，质量和电量越大，能量越大

4、简答题有一回旋加速器，两个D形盒的半径为R，两D形盒之间的高频电压为U，偏转磁场的磁感强度为B。如果一个α粒子和一个质子，都从加速器的中心开始被加速，试求它们从D形盒飞出时的速度之比。

5、选择题一回旋加速器，可把α粒子（

?
42

He）加速到最大速率v，其加速电场的变化频率为f．在保持磁感应强度不变的前提下，若用这一回旋加速器对质子（?
11

H）进行加速，则加速电场的变化频率及能加速到的最大速率分别为（　　）
A．f，v
B．

f
2

，

v
2

C．2f，2v
D．f，2v

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