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带电粒子在组合场中的运动
A卷——基础保分专练
1.(全国卷Ⅰ)现代质谱仪可用来分析比质子重许多倍的离子,其
示意图如图所示,其中加速电压恒定。质子在入口处从静止起先被加速
电场加速,经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。若某种一价正离子在入
口处从静止起先被同一加速电场加速,为使它经匀强磁场偏转后仍从同
一出口离开磁场,需将磁感应强度增加到原来的12倍。此离子和质子
的质量比约为()
A.11B.12
C.121D.144
1
解析:选D带电粒子在加速电场中运动时,有qU=mv2,在磁场中偏转时,其半径r
2
mv12mU
=,由以上两式整理得:r=。由于质子与一价正离子的电荷量相同,B1∶B2=1∶
qBBq
m
12,当半径相等时,解得:2=144,选项D正确。
m1
2.回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频沟通电
源两极相连接的两个D形金属盒,两盒间的狭缝中形成周期性变更的电场,
使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁
场中,如图所示。设D形盒半径为R。若用回旋加速器加速质子时,匀强磁
场的磁感应强度为B,高频沟通电频率为f。则下列说法正确的是()
A.质子被加速后的最大速度不行能超过2πfR
B.质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小有关
C.高频电源只能运用矩形交变电流,不能运用正弦式交变电流
D.不变更B和f,该回旋加速器也能用于加速α粒子
2πR1
解析:选A由T=,T=,可得质子被加速后的最大速度为2πfR,其不行能超
vf
过2πfR,质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关,选项A正确,B错误;高
频电源可以运用正弦式交变电源,选项C错误;要加速α粒子,高频沟通电周期必需变为α
2πm
粒子在其中做圆周运动的周期,即T=α,故选项D错误。
qαB
3.(2024·广东韶关质检)如图所示,一个静止的质量为m、带电荷
量为q的粒子(不计重力),经电压U加速后垂直进入磁感应强度为B的
匀强磁场,粒子在磁场中转半个圆周后打在P点,设OP=x,能够正确
反应x与U之间的函数关系的是()
1
1
解析:选B带电粒子经电压U加速,由动能定理,qU=mv2,粒子垂直进入磁感应强
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