1、简答题 图4是测量带电粒子质量的仪器的工作原理示意图.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 ">
时间:2019-03-16 02:15:45
1、简答题 图4是测量带电粒子质量的仪器的工作原理示意图.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、S3射入磁感应强度为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.600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060410/k4qipl32nwm.jpg\" style=\"vertical-align:middle;\">
图4
参考答案：600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060410/zjmpkhikokt.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">
本题解析：以m、e表示离子的质量和电荷量，以v表示离子从狭缝S2射出时的速度，在电场中，由动能定理可得:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060410/cw4uoh41avf.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060410/azgqj5ri3nf.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">射入磁场后，在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，由牛顿第二定律可得:
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060410/gliuayvklol.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">式中R为圆的半径，且有:d=2R,解得:
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060410/3vg55myjetk.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">
本题难度：简单
2、选择题 物理理论成果总要推动社会实践科学的应用和发展，下列实践成果中属于应用了带电粒子在磁场中的偏转原理的是：（ ?）
A．回旋加速器
B．避雷针
C．电视显像管
D．验电器
参考答案：AC
本题解析：回旋加速器利用粒子在磁场中受到洛伦兹力偏转，并在电场中加速度后进入另一个磁场中偏转，因此A正确。避雷针是利用尖端放电，电视显像管中电子在磁场中的偏转来实现，验电器是利用同种电荷排斥制作而成
点评：此类题型考察了常见仪器的工作原理。
本题难度：简单
3、选择题 关于回旋回速器，下列说法正确的是（ ）
A．电场和磁场都用作加速带电粒子
B．只有电场用来加速带电粒子
C．回旋回速器的半径越大，则在交变电源固定的前提下，同一带电粒子获得的动能也越大
D．一带电粒子不断被加速的过程中，交变电源的频率也要不断增加
参考答案：BC
本题解析：
本题难度：一般
4、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。它的构造原理如图所示，离子源S产生电荷量为q的某种正离子，离子产生时的速度很小，可以看作是静止的，离子经过电压U加速后形成离子流，然后垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场，沿着半圆周运动而到达记录它的照相底片P上。实验测得，它在P上的位置到入口处S1的距离为a，离子流的电流为I。请回答下列问题：
（1）在时间t内到达照相底片P上的离子的数目为多少？
（2）单位时间内穿过入口S1处离子流的能量为多大？
（3）试证明这种离子的质量为600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060410/4nuzekuwyvq.gif\">。
600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060410/rbbexzkq545.gif\">
参考答案：解：（1）在时间t内射到照相底片P上的离子总电量为 Q=It?
在时间t内射到照相底片P上的离子数目为 600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 62px; HEIGHT: 41px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060410/lus0z51s5yd.png\">?
（2）在时间t内穿过入口处S1离子束流的能量为 E总=UQ=UIt?
单位时间穿过入口处S1离子束流的能量为600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 122px; HEIGHT: 38px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060410/0bldcrm2gpe.png\">
（3）离子在电场中做加速运动得 600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 64px; HEIGHT: 37px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060410/y1tuzp1ltgq.png\">（1）
在磁场中运动有 600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 64px; HEIGHT: 60px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060410/usjybkag12h.png\"> （2）
由（1）（2）得：600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 77px; HEIGHT: 42px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060410/eb1ebcr0bem.png\">．
本题解析：
本题难度：困难
5、选择题 如图所示为回旋加速器的原理示意图，其核心部分是两个靠得非常近的D形盒，两盒分别和一高频交流电源的两极相连，交流高频电源的电压为U，匀强磁场分布在两D形盒内且垂直D形盒所在平面，磁感应强度为B，在D形盒中央S点处放有粒子源．粒子源放出质量为m、带电量为q的粒子（设粒子的初速度为零）被回旋加速器加速，设D形盒的最大半径为R，则（ ）
A.所加高频交流电的频率应是style=\"shiti/data:image/png;base64,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\" alt=\"\">
B.粒子离开加速器的动能是style=\"shiti/data:image/png;base64,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\" alt=\"\">
C.粒子离开加速器前被加速的次数为style=\"shiti/data:image/png;base64,iVBORw0KGgoAAAANSUhEUgAAADIAAAArCAIAAAC1hEy1AAACVUlEQVRYhe1YvZnDIAzVFoxBwRCegoYdPAQNI3gGGibwCm7YgC10BXYifmIg8XfJfZdXJbby9JAESAH8SMC7BdTxlTWCtiynFQAAgLG+ZRsUZwAAIJqm5+QNWWFzs3aI6K0BYG4Lpz7maGCkYFy 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\" alt=\"\">
D.粒子在回旋加速器中运动的时间为style=\"shiti/data:image/png;base64,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\" alt=\"\">600)makesmallpic(this,600,1800);\' alt=\"91考试网\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060410/djpouqnfltc.png\">
参考答案：D
本题解析：
本题难度：一般