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如图所示,有A、B、C、D四个离子,它们带等量的同种电荷,质量关系mA=mB<mC=mD,以不等的速度vA<vB=vC<vD进入速度选择器后,只有两种离子从速度选择器中射出,进入B2磁场,由此可以判断

A.离子应带负电
B.进入B2磁场的离子是C、D离子
C.到达b位置的是C离子
D.到达a位置的是C离子
D

试题分析:粒子进入B2场区向左偏转,由洛仑兹力方向可知粒子带正电,在速度选择器中qvB=qE,v=E/B可知只有速度相同且等于v/B的粒子才能通过速度选择器,所以粒子为B、C两种,由洛仑兹力提供向心力可知半径,B粒子的质量较小,半径较小,打在b点的粒子为B粒子,C错D对;
点评:本题题干虽然没有明确说明该装置为质谱仪,但也能判断出来,明确只有速度满足一定条件时才能通过速度选择器,由洛仑兹力提供向心力能够推导出粒子偏转半径公式,判断半径与哪些因素有关
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

如图所示,A选项中的是回旋加速器的原理图,B选项中的是研究自感现象的实验电路图,C选项中的是欧姆表的内部电路图,D选项中的图是动圈式话筒的原理图,下列说法正确的是(  )
A.
是加速带电粒子的装置,其加速电压越大,带电粒子最后获得的速度越大
B.
电路开关断开瞬间,灯泡A一定会突然闪亮一下
C.
在测量电阻前,需两表笔短接,调节R1使指针指向0Ω
D.
利用了电磁感应的原理,声波使膜片振动,从而带动音圈产生感应电流

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

回旋加速器是加速带电粒子的装置,其主体部分是两个D形金属盒.两金属盒处在垂直于盒底的匀强磁场中,a、b分别与高频交流电源两极相连接,下列说法正确的是
A.离子从磁场中获得能量
B.离子从电场中获得能量
C.带电粒子的运动周期是变化的
D.增大金属盒的半径可使粒子射出时的动能增加

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图是质谱仪的工作原理示意图.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.平板S下方有磁感应强度为B0的匀强磁场.下列说法正确的是(      )
A.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里
B.能通过狭缝P的带电粒子的速率等于B / E
C.比荷(q/m)越大的粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P
D.粒子从P点运动到胶片A1A2的时间为2πm/qB0

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

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.这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成,其间留有空隙,下列说法正确的是(   )
A.电场用来加速带电粒子,磁场则使带电粒子回旋
B.电场和磁场同时用来加速带电粒子
C.在交流电压一定的条件下,回旋加速器的半径越大,则带电粒子获得的动能越大
D.同一带电粒子获得的最大动能只与交流电压的大小有关,而与交流电压的频率无关

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

回旋加速器的核心部分是两个半径为R的D型金属扁盒,如图,盒正中央开有一条窄缝,在两个D型盒之间加交变电压,于是在缝隙中形成交变电场,由于屏蔽作用,在D型盒内部电场很弱,D型盒装在真空容器中,整个装置放在巨大电磁铁的两极之间,磁场方向垂直于D型盒的底面,只要在缝隙中的交变电场的频率不变,便可保证粒子每次通过缝隙时总被加速,粒子的轨道半径不断增大,并逐渐靠近D型盒边缘,加速到最大能量E后,再用特殊的装置将它引出。在D型盒上半面中心出口A处有一正离子源,正离子所带电荷量为q、质量为m,加速时电极间电压大小恒为U。(加速时的加速时间很短,可忽略;正离子从离子源出发时初速为零)。则下列说法正确的是
A.增大交变电压U,则正离子在加速器中运行时间将变短
B.增大交变电压U,则正离子在加速器中运行时间将不变
C.正离子第n次穿过窄缝前后的速率之比为
D.回旋加速器所加交变电压的频率为

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

两个相同的回旋加速器,分别接在加速电压U1U2的高频电源上,且 U1>U2,有两个相同的带电粒子分别在这两个加速器中运动,设两个粒子在加速器中运动的时间分别为t1t2,获得的最大动能分别为Ek1Ek2,则(   )
A.t1<t2 ,Ek1 >Ek2B.t1=t2 , Ek1<Ek2
C.t1> t2 ,Ek1=Ek2D.t1<t2 ,Ek1=Ek2

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

欧洲强子对撞机在2010年初重新启动,并取得了将质子加速到1.18万亿ev的阶段成果,为实现质子对撞打下了坚实的基础。质子经过直线加速器加速后进入半径一定的环形加速器,在环形加速器中,质子每次经过位置A时都会被加速(图1),当质子的速度达到要求后,再将它们分成两束引导到对撞轨道中,在对撞轨道中两束质子沿相反方向做匀速圆周运动,并最终实现对撞 (图2)。质子是在磁场的作用下才得以做圆周运动的。下列说法中正确的是(   )
A.质子在环形加速器中运动时,轨道所处位置的磁场会逐渐减小
B.质子在环形加速器中运动时,轨道所处位置的磁场始终保持不变
C.质子在对撞轨道中运动时,轨道所处位置的磁场会逐渐减小
D.质子在对撞轨道中运动时,轨道所处位置的磁场始终保持不变

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(19分)如图所示装置中,区域Ⅰ和Ⅲ中分别有竖直向上和水平向右的匀强电场,电场强度分别为E和E/2;Ⅱ区域内有垂直向外的水平匀强磁场,磁感应强度为B。一质量为m、带电量为q的带负电粒子(不计重力)从左边界O点正上方的M点以速度v0水平射入电场,经水平分界线OP上的A点与OP成60°角射入Ⅱ区域的磁场,并垂直竖直边界CD进入Ⅲ区域的匀强电场中。求:

(1)粒子在Ⅱ区域匀强磁场中运动的轨道半径;
(2)O、M间的距离;
(3)粒子从M点出发到第二次通过CD边界所经历的时间。

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