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    （8分）如图所示是质谱仪示意图，图中离子源S产生电荷量为q的离子，经电压为U的电场加速后，由A点垂直射人磁感应强度为B的有界匀强磁场中，经过半个圆周，打在磁场边界底片上的P点，测得PA=d，求离子的质量m。
    粒子在电场中加速出射速度为”，由动能定理得
                                                                ①
    离子在磁场中做匀速圆周运动                         ②
                                                                                 ③
    由以上各式解得：                                  ④
    评分标准：本题共8分，每式2分。
    练习册系列答案
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    相关习题

    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    （10分）有一种质谱仪的工作原理图如图所示。静电分析器是四分之一圆弧的管腔，内有沿圆弧半径方向指向圆心O1的电场，且与圆心O1等距各点的电场强度大小相等。磁分析器中以O2为圆心、圆心角为90°的扇形区域内，分布着方向垂直于纸面的匀强磁场，其左边界与静电分析器的右边界平行。由离子源发出一个质量为m、电荷量为q的正离子（初速度为零，重力不计），经加速电场加速后，从M点沿垂直于该点的电场方向进入静电分析器，在静电分析器中，离子沿半径为R的四分之一圆弧做匀速圆周运动，并从N点射出静电分析器。而后离子由P点射入磁分析器中，最后离子沿垂直于磁分析器下边界的方向从Q点射出，并进入收集器。已知加速电场的电压为U，磁分析器中磁场的磁感应强度大小为B。

    （1）请判断磁分析器中磁场的方向；
    （2）求静电分析器中离子运动轨迹处电场强度E的大小；
    （3）求磁分析器中Q点与圆心O2的距离d。

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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

    两个相同的回旋加速器，分别接在加速电压U1和U2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t1和t2，获得的最大动能分别为Ek1和Ek2，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

    质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具,如图为质谱仪原理示意图．现利用这种质谱议对氢元素进行测量．氢元素的各种同位素从容器A下方的小孔S无初速度飘入电势差为U的加速电场,加速后垂直进入磁感强度为B的匀强磁场中．氢的三种同位素氕、氘、氚的电量之比为1：1：1，质量之比为1：2：3，它们最后打在照相底片D上，形成a、b、c三条“质谱线”． 关于三种同位素进入磁场时速度的排列顺序和a、b、c三条“质谱线” 的排列顺序，下列判断正确的是           。
    A．进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氚、氘、氕
    B．进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氘、氚、氕
    C．a、b、c三条质谱线依次排列的顺序是氘、氚、氕
    D．a、b、c三条质谱线依次排列的顺序是氚、氘、氕

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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：问答题

    如图所示是一个回旋加速器的示意图，其中两个半圆形金属盒内有方向垂直于纸面，磁感强度为B的匀强磁场，两金属盒分别接到交变电源的两极上，在两盒间的狭缝处形成交变的电场．质量为m、电量为q的带电粒子从下面盒的中心O点进入，进入时的初速可以忽略，经两盒间狭缝处的电场加速后进入上面盒内，在磁场中做圆周运动，当它回到狭缝处时，电场恰好反向，再次对粒子加速，进入下面磁场中，从c1处再进入电场中加速，以后则重复前面的过程，并且每次电场对粒子做的功都是W．图中c2、c3、……是后面各次从下面磁场中射出时的位置．

    (1)求Oc1的距离．
    (2)n为多大时，cncn+1小于或等于Oc1的一半？
     

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    （20分）静电喷漆技术具有效率高、浪费少、质量好、有益于健康等优点，其装置可简化如图。、为水平放置的间距的两块足够大的平行金属板，两板间有方向由指向的匀强电场,场强为。在板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪，油漆喷枪可向各个方向均匀地喷出初速度大小均为的油漆微粒，已知油漆微粒的质量均为、电荷量均为，不计油漆微粒间的相互作用、油漆微粒带电对板间电场和磁场的影响及空气阻力，重力加速度。求：
          
    （1）油漆微粒落在板上所形成的图形面积；
    （2）若让、两板间的电场反向，并在两板间加垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度，调节喷枪使油漆微粒只能在纸面内沿各个方向喷出，其它条件不变。板被油漆微粒打中的区域的长度；
    （3） 在满足（2）的情况下，打中板的油漆微粒中，在磁场中运动的最短时间。

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    （22分）某放置在真空中的装置如图甲所示，水平放置的平行金属板A、B中间开有小孔，小孔的连线与竖直放置的平行金属板C、D的中心线重合。在C、D的下方有如图所示的、范围足够大的匀强磁场，磁场的理想上边界与金属板C、D下端重合，其磁感应强度随时间变化的图象如图乙所示，图乙中的为已知，但其变化周期未知。已知金属板A、B之间的电势差为，金属板C、D的长度均为L，间距为。质量为m、电荷量为q的带正电粒子P（初速度不计、重力不计）进入A、B两板之间被加速后，再进入C、D两板之间被偏转，恰能从D极下边缘射出。忽略偏转电场的边界效应。

    （1）求金属板C、D之间的电势差UCD。
    （2）求粒子离开偏转电场时速度的大小和方向。
    （3）规定垂直纸面向里的磁场方向为正方向，在图乙中t=0时刻该粒子进入磁场，并在时刻粒子的速度方向恰好水平，求磁场的变化周期T0和该粒子从射入磁场到离开磁场的总时间t总。

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