“四翼”检测评价（四）质谱仪与回旋加速器-【新课程学案】新教材2022-2023学年高中物理 选择性必修第二册（人教版2019 江苏专用）

13.解析：(1)设粒子在磁场中做圆周运动的 y 半径为R,其运动的轨迹如图所示，由几何 5.选C根据9mB=m员，得=，两粒子的比有丹相 知识有R。=c0s60°=2，即R=2L, 等，所以最大速度相等，A错误：带电粒子在磁场中运动的 60 由洛伦兹力提供向心力有gB=m尺： 0 周期T测两粒子的比对相等，所以网期和率相 Bg 解得0=29BL 等，B辑误：最大动能E=m=所严，则加追次教n 21m 772 (2)粒子在糙场中的运动网期T-2-一昭设拉子由口 E-9BR g元一2mU,两粒子的比荷是相等，加速电压不变，剥加 运动到b的时间为t,由几何关系可得αb孤所对的圆心角 速次数相同，C正确：根据E=m-tBR知，仅增大 2m 0 为0=60，剥1=360T 高频电源的频率不能增大粒子动能，D错误。 6.选A粒子在速度选择器中做速直线运动，有qE=qB, 解得1一 解得u=官。进入偏转磁场后，有qB=m E ,,解得r= 答案：(1)2gBL (2)m 171 3qB mv mE 14.解析：(1)设带电粒子的质量为m,电荷量为q,加速后的 9B。B,B,知，越小，此荷越大。同位素电量相等，质量 速度大小为，由动能定理有qU=号m心 不同，则偏转半径不同，所以质谱仪是分析同位素的重要工 ① 具，A正确，C、D错误；因为电荷所受静电力与洛伦兹力平 设带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的竹 衡，根据左手定则知，磁感应强度的方向垂直纸面向外，故 半径为，运动轨迹如图所示，由洛伦兹力 B错误 公式和牛顿第二定律有qB=m 7.选B等离子束射入磁场中，受到洛伦兹力，离子将打到两 ② 极板上而产生电场，当后来的离子所受的洛伦兹力与静电 由几何关系知d=√2r ③ 力平衡时，平行金属板M、V之间电压稳定，电容器的电压 联立①②③式得4=4U U ④ m B2d2 和电量都稳定，由平衡条件得gvB=g,得U=Bd,当开 (2)由几何关系知，带电粒子射入磁场后运动到x轴所经 关闭合时，由于有内阻r,电容器两端的电压小于Bd,故 过的路程为s=罗十1an30 ⊙ Q<CBdu;当开关断开时，电容器两端的电压等于Bd,故 Q=CBdv,B正确。 带电粒子从射入磁场到运动至x轴的时间为= ⑥ 8.解析：(1)质子在磁场中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定 联立②0⑤⑥或得4-时（受+） 律，有mB=m辰，又E=司 m ⑦ 答案：山品 2酷（受+） 联立解得B=√②mE gR (2)质子在电场中的加速次数与在磁场中回旋半周的次数 “四翼”检测评价（四） 相同，为n=g 1,选D粒子在加速电场被加速，有9U=m,然后粒子 质子在电场中加速的总时间为1，=叫_24加E v guv2 进入醛场中偏转，共轨道为半圆，故有受咒。由以上二 式可解得：m-二。若根子来为同位素，)相同，则工想 质子在磁场中回旋的总时间为4，=·B_及mE v gU 2 大，m越大；若x相同，则粒子束比荷9一定相同。D 所以质子运动的总时间为t=t十2= 2d+πRmE qU N 2 正确。 2.选C由R=留及民=合m,得E-B4,将共破感 答案：(1)y2mE (2)21+xRmE gR gU N2 2m 9.选D由题意知，粒子在静电分析器中做圆周运动，向心力 应强度增大为原来的2倍，或将D形金属盒的半径增大为 由静电力提供，指向圆心，则带电粒子带正电，而粒子在加 原来的2倍，都可使质子获得的动能增加为原来的4倍，质 速电场中加速，可以判断出极板M比极板V电势高，A错 子获得的动能与电源频率无关，C正确。 3.选B对打在P,点的离子，有gwB<gE,v最小，故为甲离 误：粒子在加建电场中加速，有qU=2m,在静电分析器 子；对打在P2点的离子，有qB>gE,v最大，故为丁离 2 子：打在P点的离子与打在P,点的离子相比，<，由 中货国周运动，有E=m发，解得U=号ER,B错误：粒子 gB:,又2=%，故打在P点的离子”小，即为乙离 r=mv 9 在磁场中做圆周运动，有B=m立，轨迹直径PQ1=2r 子。B正确。 4.选B粒子从左射入时，不论带正电荷还是负电荷，静电力 2mu-品、m还，C错误；该群粒子落在同一点，说明它们 大小为gE,洛伦兹力大小为F=gB=qE,两个力平衡，可 得选度。一骨粒子贷匀连直线运动，A错买，B正确：此粒 在磁场中做周周运动的直径相等，都为名\√m,可知它 子从右端沿虚线方向进入时，静电力与洛伦兹力在同一方 们的比荷相等，D正确。 向，不能铁直线运动C错误：若速度心号，则粒子到的10.解析：1)在加速电场中，由动能定理得4U=号m,可解 洛伦兹力大于静电力，使粒子偏转，只有当粒子带负电荷时 粒子向下偏转，D错误。 得=Nm (2)粒子在速度选择器中受到向右的