1、选择题 关于回旋加速器的下列说法，其中正确的有（ ? ）
A．电场和磁场同时用来加速带电粒子
B．电场的方向必需是周期性变化的，且其周期是粒子运动周期的一半
C．在确定的交流电源下，回旋加速器的半径越大，同一带电粒子获得的最大动能越大
D．同一带电粒子获得的最大动能与交流电源的电压大小有关，而与磁感应强度无关
参考答案：C
本题解析：
本题难度：一般
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
3、选择题 速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪后分成甲、乙两束，其运动轨迹如图所示，其中S0A＝![]()
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060314/gtqkkog3b00.png\" style=\"vertical-align:middle;\">S0C，则下列说法正确的是( )
![]()
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060314/uj1kjhnt0yv.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
A．甲束粒子带正电，乙束粒子带负电
B．甲束粒子的比荷大于乙束粒子的比荷
C．能通过狭缝S0的带电粒子的速率等于![]()
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060314/4gpx45zlx14.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
D．若甲、乙两束粒子的电荷量相等，则甲、乙两束粒子的质量比为3∶2
参考答案：B
本题解析：根据左手定值可得甲带负电，乙带正电，A错误；根据公式![]()
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060314/e3lbln4wsem.png\" style=\"vertical-align:middle;\">，因为速度，和磁感应强度相等，![]()
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060314/0xnb44ut0zz.png\" style=\"vertical-align:middle;\">，所以有：![]()
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060314/icwwglznb11.png\" style=\"vertical-align:middle;\">，解得![]()
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060314/45lkoev1i5j.png\" style=\"vertical-align:middle;\">，故B正确；根据公式![]()
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060314/1xjaoym0tdr.png\" style=\"vertical-align:middle;\">可得能沿直线通过粒子的速率为![]()
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060314/zyebi5lkso4.png\" style=\"vertical-align:middle;\">，C错误；若甲、乙两束粒子的电荷量相等，根据![]()
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060314/45lkoev1i5j.png\" style=\"vertical-align:middle;\">，则甲、乙两束粒子的质量比为![]()
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060314/3i1k0phlaz1.png\" style=\"vertical-align:middle;\">，故D错误.
考点：考查了带电粒子在电场中的运动
本题难度：一般
4、选择题 1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示，它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近，分别和交变电源相连接，两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，某一带电粒子在磁场中做圆周运动，通过两盒间的窄缝时反复被加速，当达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出。下列说法正确的是
![]()
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060410/qafm4dgfyrw.jpg\" style=\"vertical-align:middle;\">
A．带电粒子在回旋加速器中从磁场中获得能量
B．带电粒子在回旋加速器中从电场中获得能量
C．高频交变电源的电压越大，带电粒子从出口被引出时获得的动能越大
D．匀强磁场的磁感应强度越大，带电粒子从出口被引出时获得的动能越大
参考答案：BD
本题解析：在磁场中洛伦兹力不做功,所以粒子在电场中获得能量,A错;B对; 只有当粒子偏转的半径增大到D型盒半径时才能从出口飞出，所以最大动能与电源电压无关，由D型盒的半径决定，C错；D对；
点评：难度较小，要理解回旋加速器的原理，明确粒子的最大动能由D型盒半径决定
本题难度：简单
5、选择题 如图是质谱仪工作原理示意图．带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器．速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E．平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2．S下方有磁感应强度为B0的匀强磁场．下列表述正确的是（ ）
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600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060314/kv3w3by54dj.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
A．质谱仪是分析同位素的重要工具
B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外
C．速度选择器只能一种电性，且速度等于![]()
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060314/akp1ivmx3dd.png\" style=\"vertical-align:middle;\">的粒子
D．带电量相同的粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的质量越大
参考答案：AB
本题解析：通过速度选择器的粒子速度相等，不同比荷的粒子在磁场中半径不同，所以，质谱仪是分析同位素的重要工具，A正确；由图知速度选择器中由水平向右的匀强电场，粒子在速度选择器中所受洛伦兹力与电场力方向相反，由左手定则可知，速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外，B正确；只要粒子的速度满足![]()
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060314/1rrnycgxquw.png\" style=\"vertical-align:middle;\">,带电粒子就能通过速度选择器沿直线进入狭缝P，与粒子带电荷的正负无关；C错误；粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，![]()
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060314/55dr0e2smos.png\" style=\"vertical-align:middle;\">则![]()
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060314/tlg02pi2jvl.png\" style=\"vertical-align:middle;\">,粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，r越小，粒子的比荷越大，D错误。故选AB。
考点：质谱仪的原理
本题难度：一般
