“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）

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AC振据B=m只·得=，两短子的比荷是相 知识有R。=c0s60°=2，即R=2L, 等，所以最大速度相等，A正确；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： 周期T测两粒子的比对相等，所以网期和率相 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-2-一设拉子由口 E-9BR g元一2mU,两粒子的比荷品相等，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r越小，比荷越大。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 m2 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粒子在加追电场被加速，有U=m,然后粗子 质子在电场中加速的总时间为1，=叫_24加E 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；若工相同，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 gU N 2 正确。 2.选AC由R=及E,=名m,得E-B4,将其险 答案：(1)y2mE (2)21+xRmE gR gU V 2 2m 9.选ABD由题意知，粒子在静电分析器中做圆周运动，向 感应强度增大为原来的2倍，或将D形金属盒的半径增大 心力由静电力提供，指向圆心，则带电粒子带正电，而粒子 为原来的2停，都可使质子获得的动能增加为原来的4倍， 在加速电场中加速，可以判断出极板M比极板N电势高， A、C正确。 3.选B对打在P,点的离子，有gwB<gE,v最小，故为甲离 A正确：粒子在加速电场中加遮，有U=m心，在静电分 子；对打在P:点的离子，有qB,>qE,v最大，故为丁离 子：打在P点的离子与打在P,点的离子相比，<，由 析器中贷园月运动，有gE=m发，解得U=号ER,B正确， gB:,又2=%，故打在P点的离子”小，即为乙离 r=mv 粒子在磁场中做圆周运动，有gB=m,轨迹直径PQ 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 2=2m=品、m迟，C错误；该群粒子落在同一点，说明 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 它们在磁场中微国周运动的直径相等，都为合√m,可 子从右端沿虚线方向进入时，静电力与洛伦兹力在同一方 知它们的比荷相等，D正确。 向，不能微直线运动，C错误：若速度。>昌，则粒子安到的10.解析：)在加速电场中，由动能定理得gU-=号mt,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静电力9E,应与洛伦！7.选BC由题意可知，Q粒