练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    如图所示为一种获得高能粒子的装置，环形区域内存在垂直纸面向外、磁感应强度大小可调的均匀磁场（环形区域的宽度非常小）。质量为m、电荷量为+q的粒子可在环中做半径为R的圆周运动。A、B为两块中心开有小孔的距离很近的极板，原来电势均为零，每当带电粒子经过A板准备进入AB之间时，A板电势升高为+U，B板电势仍保持为零，粒子在两板间的电场中得到加速。每当粒子离开B板时，A板电势又降为零。粒子在电场中一次次加速下动能不断增大，而在环形磁场中绕行半径R不变。（设极板间距远小于R） 下列说法正确的是

    A．粒子从A板小孔处由静止开始在电场力作用下加速，绕行n圈后回到A板时获得的总动能为2nqU
    B．粒子在绕行的整个过程中，每一圈的运动时间不变
    C．为使粒子始终保持在半径为R的圆轨道上运动，磁场的磁感应强度大小必须周期性递减
    D．粒子绕行第n圈时的磁感应强度为
    D

    试题分析：带电粒子每一次经过电场AB，获得动能为qu,经过n圈后获得的动能为EK=nqu,所以A选项错误；由T=2πm/qB和v=qBR/m可知，带电粒子的运动周期逐渐减小，所以B选项错误；由R=mv/qB可知，要使半径不变，速度v增加时磁感应强度B也要增加，所以C选项错误；由EK=nqu=mv2/2和v=qBR/m可的B=，所以D选项正确。
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源：不详 题型：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

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：不详 题型：多选题

    如图，虚线MN上方存在方向垂直纸面向里的匀强磁场B1，带电粒子从边界MN上的A点以速度v0垂直磁场方向射入磁场，经磁场偏转后从边界MN上的B点射出．若在粒子经过的区域PQ上方再叠加方向垂直纸面向里的匀强磁场B2，让该粒子仍以速度v0从A处沿原方向射入磁场，经磁场偏转后从边界MN上的B′点射出（图中未标出），不计粒子的重力．下列关于粒子的说法中，正确的是（　　）
    A．B′点在B点的右侧
    B．从B′点射出的速度大于从B点射出的速度
    C．从B′点射出的速度方向平行于从B点射出的速度方向
    D．D从A到B′的时间小于从A到B的时间

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    （8分）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产生的各种不同正离子束(速度可看作为零)，经加速电场(加速电场极板间的距离为d、电势差为U)加速，然后垂直进入磁感应强度为B的有界匀强磁场中做匀速圆周运动，最后到达记录它的照相底片P上．设离子在P上的位置与入口处S1之间的距离为x。

    (1)求该离子的荷质比．
    (2)若离子源产生的是带电量为q、质量为m1和m2的同位素离子(m1>m2)，它们分别到达照相底片上的P1、P2位置(图中末画出)，求P1、P2间的距离△x。

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    图中所示为某种质谱仪的工作原理示意图。此质谱仪由以下几部分构成：粒子源N；P、Q间的加速电场；静电分析器，即中心线半径为R的四分之一圆形通道，通道内有均匀辐射电场，方向沿径向指向圆心O，且与圆心O等距的各点电场强度大小相等；磁感应强度为B的有界匀强磁场，方向垂直纸面向外；胶片M。由粒子源发出的不同带电粒子，经加速电场加速后进入静电分析器，某些粒子能沿中心线通过静电分析器并经小孔S垂直磁场边界进入磁场，最终打到胶片上的某点。粒子从粒子源发出时的初速度不同，不计粒子所受重力。下列说法中正确的是
    A．从小孔S进入磁场的粒子速度大小一定相等
    B．从小孔S进入磁场的粒子动能一定相等
    C．打到胶片上同一点的粒子速度大小一定相等
    D．打到胶片上位置距离O点越远的粒子，比荷越大

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    回旋加速器主体部分是两个D形金属盒。两金属盒处在垂直于盒底的匀强磁场中，并分别与高频交流电源两极相连接，从而使粒子每次经过两盒间的狭缝时都得到加速，如图所示。在粒子质量不变和D形盒外径R固定的情况下，下列说法正确的是（     ）
    A．粒子每次在磁场中偏转的时间随着加速次数的增加而增大
    B．粒子在电场中加速时每次获得的能量相同
    C．增大高频交流的电压，则可以增大粒子最后偏转出D形盒时的动能
    D．将磁感应强度B减小，则可以增大粒子最后偏转出D形盒时的动能

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图所示为质谱仪的原理图．利用这种质谱仪可以对氢元素进行测量．氢元素的各种同位素，从容器A下方的小孔S1进入加速电压为U的加速电场，可以认为从容器出来的粒子初速度为零．粒子被加速后从小孔S2进入磁感应强度为B的匀强磁场，最后打在照相底片D上，形成a、b、c三条质谱线．关于氢的三种同位素进入磁场时速率的排列顺序和三条谱线的排列顺序，下列说法中正确的是：
    A．进磁场时速率从大到小的排列顺序是氕、氘、氚
    B．进磁场时速率从大到小的排列顺序是氚、氘、氕
    C．a、b、c三条谱线的排列顺序是氕、氘、氚
    D．a、b、c三条谱线的排列顺序是氘、氚、氕

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    关于回旋加速器的有关说法，正确的是
    A．回旋加速器是利用磁场对运动电荷的作用使带电粒子的速度增大的
    B．回旋加速器是用电场加速的
    C．回旋加速器是通过多次电场加速使带电粒子获得高能量的
    D．带电粒子在回旋加速器中不断被加速，故在D形盒中做圆周运动一周所用时间越来越小

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图所示为一种质谱仪示意图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成。已知：静电分析器通道的半径为R，均匀辐射电场的场强为E。磁分析器中有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感强度为B。问：（1）为了使位于A处电量为q、质量为m的离子，从静止开始经加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析器，加速电场的电压U应为多大？（2）离子由P点进入磁分析器后，最终打在乳胶片上的Q点，该点距入射点P多远？

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案