时间:2017-03-02 09:53:31
1、计算题 （10分）质谱仪原理如图，a为粒子加速器电压为u1，b为速度选择器，磁场与电场正交，磁感强度为B1，板间距离为d，c为偏转分离器，磁感强度为B2，今有一质量为m，电量为+e的电子（不计重力），经加速后，该离子恰能通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动，求：
（1）粒子的速率v
（2）速度选择器的电压u2
（3）粒子在B2的磁场中做匀速圆周运动的半径R
参考答案：（1）
（2）u2=dB1
（3）R=
本题解析：（1）eu1=
mv2?v=……3分
（2）evB1=
? u2=dB1……3分
（3）evB2=mv2/R?R=……4分
本题难度：简单
2、简答题 质谱仪是用来测定带电粒子的质量和分析同位素的装置．如图所示，电容器两极板相距为d，两极板间电压为U，极板间的匀强磁场的磁感应强度为B1，一束电荷量相同的带正电的粒子沿电容器的中线平行于极板射入电容器，沿直线穿过电容器后进入另一磁感应强度为B2的匀强磁场，结果分别打在感光片上的a、b两点，设a、b两点之间的距离为x，粒子所带电荷量为q，不计重力．
（1）求粒子进入匀强磁场B2时的速度v的大小．
（2）打在a、b两点的粒子的质量之差△m为多少？
参考答案：（1）粒子在电容器间做匀速直线运动，有：
qvB1=qUd
解得v=UB1d．
（2）粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，有：
qvB2=mv2R
解得R=mvqB2．
则x=2R2-2R1=2(m2vqB2-m1vqB2)
解得△m=m2-m1=qB1B2dx2U．
答：（1）粒子进入匀强磁场B2时的速度v的大小为UB1d．
（2）打在a、b两点的粒子的质量之差△m为qB1B2dx2U．
本题解析：
本题难度：一般
3、选择题 一回旋加速器，可把α粒子（
| f 2 |
| v 2 |
参考答案：C
本题解析：
本题难度：简单
4、选择题 如图是医用回旋加速器示意图，其核心部分是两个D形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连。现分别加速氘核（
）和氦核（
）。下列说法中正确的是
[? ]
A．它们的最大速度相同
B．它们的最大动能相同
C．它们在D形盒中运动的周期相同
D．仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能
参考答案：AC
本题解析：
本题难度：一般
5、选择题 如图(a)是用来加速带电粒子的回旋加速器示意图，其核心部分是两个D形金属盒，在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连。带电粒子在运动中的动能Ek随时间t的变化规律如图(b)所示。若忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断正确的是
[? ]
A．由Ek-t图可知，要想粒子获得的最大动能越大，则要求D形盒的面积也越大
B．在Ek-t图中应有t4-t3=t3-t2=t2-t1
C．高频电源的变化周期应该等于tn-tn-1
D．由Ek-t图可知，粒子加速次数越多，粒子最大动能一定越大
参考答案：AB
本题解析：
本题难度：一般