1.4 质谱仪与回旋加速器（PPT）-【全效作业本】2022-2023学年高中选择性必修第二册物理（人教版2019）

问题交流 A级 《全效作业本》 物理 选修 第二册 [RJ] B级 C级 1.4　质谱仪与回旋加速器 安培力与洛伦兹力 第一章 问题交流 A级 《全效作业本》 物理 选修 第二册 [RJ] B级 C级 A级 B级 问题交流 C级 问题交流 A级 《全效作业本》 物理 选修 第二册 [RJ] B级 C级 中国科学家发现了量子反常霍尔效应，杨振宁称这一发现是诺贝尔奖级的成果。如图所示，厚度为h、宽度为d的金属导体，当磁场方向与电流方向垂直时，在导体上下表面会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。请分析，在导体哪个表面产生电势差？又如何调节，可改变电势差的大小？ 问题交流 A级 《全效作业本》 物理 选修 第二册 [RJ] B级 C级 问题交流 A级 《全效作业本》 物理 选修 第二册 [RJ] B级 C级 1．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。下列表述正确的是(　　) A．质谱仪是分析同位素的唯一工具 B．速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向里 D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的 比荷越小 C 问题交流 A级 《全效作业本》 物理 选修 第二册 [RJ] B级 C级 问题交流 A级 《全效作业本》 物理 选修 第二册 [RJ] B级 C级 2．现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图所示，其中加速电压恒定。质子在入口处从静止开始被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场， 需将磁感应强度增加到原来的12倍。此离子和质子的质量比约为(　　) A．11 B．12 C．121 D．144 D 问题交流 A级 《全效作业本》 物理 选修 第二册 [RJ] B级 C级 问题交流 A级 《全效作业本》 物理 选修 第二册 [RJ] B级 C级 A．甲束粒子带正电，乙束粒子带负电 B．甲束粒子的比荷大于乙束粒子的比荷 D．若甲、乙两束粒子的电荷量相等，则甲、乙两束粒子的质量比为3∶2 B 问题交流 A级 《全效作业本》 物理 选修 第二册 [RJ] B级 C级 问题交流 A级 《全效作业本》 物理 选修 第二册 [RJ] B级 C级 A．它们的最大速度相同 B．它们的最大动能相同 C．两次所接高频电源的频率相同 D．仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能 AC 问题交流 A级 《全效作业本》 物理 选修 第二册 [RJ] B级 C级 问题交流 A级 《全效作业本》 物理 选修 第二册 [RJ] B级 C级 5．(多选)劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器，其示意图如图所示。置于真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f，加速电压为U。若A处粒子源产生质子的质量为m、电荷量为＋q，在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响。则下列 说法正确的是(　 　) AC A．质子被加速后的最大速度与D形盒半径R有关 B．质子离开回旋加速器时的最大动能与交流电频率f成正比 D．不改变磁感应强度B和交流电频率f，经该回旋加速器加速的各种粒子的最大动能不变 问题交流 A级 《全效作业本》 物理 选修 第二册 [RJ] B级 C级 问题交流 A级 《全效作业本》 物理 选修 第二册 [RJ] B级 C级 6．医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度。电磁血流计由一对电极a和b以及磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的。使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示。由于血液中的正、负离子随血液一起在磁场中运动，电极ab之间会有微小电势差。在达到平衡时，血管内部的电场可看作是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零。在某次监测中，两触点间的距离为3.0 mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160 μV，磁感应强度的大小为0.040 T。则血流速度的近似值和电极a、b的正负为(　　) 问题交流 A级 《全