（8分）如圖所示是質(zhì)譜儀示意圖，圖中離子源S產(chǎn)生電荷量為q的離子，經(jīng)電壓為U的電場加速后，由A點(diǎn)垂直射人磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的有界勻強(qiáng)磁場中，經(jīng)過半個(gè)圓周，打在磁場邊界底片上的P點(diǎn)，測得PA=d，求離子的質(zhì)量m。
粒子在電場中加速出射速度為”，由動(dòng)能定理得
                                                            ①
離子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)                         ②
                                                                             ③
由以上各式解得：                                  ④
評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：本題共8分，每式2分。
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（10分）有一種質(zhì)譜儀的工作原理圖如圖所示。靜電分析器是四分之一圓弧的管腔，內(nèi)有沿圓弧半徑方向指向圓心O1的電場，且與圓心O1等距各點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等。磁分析器中以O(shè)2為圓心、圓心角為90°的扇形區(qū)域內(nèi)，分布著方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場，其左邊界與靜電分析器的右邊界平行。由離子源發(fā)出一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的正離子（初速度為零，重力不計(jì)），經(jīng)加速電場加速后，從M點(diǎn)沿垂直于該點(diǎn)的電場方向進(jìn)入靜電分析器，在靜電分析器中，離子沿半徑為R的四分之一圓弧做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，并從N點(diǎn)射出靜電分析器。而后離子由P點(diǎn)射入磁分析器中，最后離子沿垂直于磁分析器下邊界的方向從Q點(diǎn)射出，并進(jìn)入收集器。已知加速電場的電壓為U，磁分析器中磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。

（1）請(qǐng)判斷磁分析器中磁場的方向；
（2）求靜電分析器中離子運(yùn)動(dòng)軌跡處電場強(qiáng)度E的大小；
（3）求磁分析器中Q點(diǎn)與圓心O2的距離d。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

1930年勞倫斯制成了世界上第一臺(tái)回旋加速器，其原理如圖所示．這臺(tái)加速器由兩個(gè)銅質(zhì)D形盒D1、D2構(gòu)成，其間留有空隙，下列說法正確的是(　 　)
A．電場用來加速帶電粒子，磁場則使帶電粒子回旋
B．電場和磁場同時(shí)用來加速帶電粒子
C．在交流電壓一定的條件下，回旋加速器的半徑越大，則帶電粒子獲得的動(dòng)能越大
D．同一帶電粒子獲得的最大動(dòng)能只與交流電壓的大小有關(guān)，而與交流電壓的頻率無關(guān)

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

兩個(gè)相同的回旋加速器，分別接在加速電壓U1和U2的高頻電源上，且 U1>U2，有兩個(gè)相同的帶電粒子分別在這兩個(gè)加速器中運(yùn)動(dòng),設(shè)兩個(gè)粒子在加速器中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間分別為t1和t2，獲得的最大動(dòng)能分別為Ek1和Ek2，則（   ）
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 來源：不詳 題型：單選題

質(zhì)譜儀是測量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素的重要工具,如圖為質(zhì)譜儀原理示意圖．現(xiàn)利用這種質(zhì)譜議對(duì)氫元素進(jìn)行測量．氫元素的各種同位素從容器A下方的小孔S無初速度飄入電勢(shì)差為U的加速電場,加速后垂直進(jìn)入磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中．氫的三種同位素氕、氘、氚的電量之比為1：1：1，質(zhì)量之比為1：2：3，它們最后打在照相底片D上，形成a、b、c三條“質(zhì)譜線”． 關(guān)于三種同位素進(jìn)入磁場時(shí)速度的排列順序和a、b、c三條“質(zhì)譜線” 的排列順序，下列判斷正確的是           。
A．進(jìn)入磁場時(shí)速度從大到小排列的順序是氚、氘、氕
B．進(jìn)入磁場時(shí)速度從大到小排列的順序是氘、氚、氕
C．a(chǎn)、b、c三條質(zhì)譜線依次排列的順序是氘、氚、氕
D．a(chǎn)、b、c三條質(zhì)譜線依次排列的順序是氚、氘、氕

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

歐洲強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)在2010年初重新啟動(dòng)，并取得了將質(zhì)子加速到1.18萬億ev的階段成果，為實(shí)現(xiàn)質(zhì)子對(duì)撞打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。質(zhì)子經(jīng)過直線加速器加速后進(jìn)入半徑一定的環(huán)形加速器，在環(huán)形加速器中，質(zhì)子每次經(jīng)過位置A時(shí)都會(huì)被加速（圖1），當(dāng)質(zhì)子的速度達(dá)到要求后，再將它們分成兩束引導(dǎo)到對(duì)撞軌道中，在對(duì)撞軌道中兩束質(zhì)子沿相反方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，并最終實(shí)現(xiàn)對(duì)撞 （圖2）。質(zhì)子是在磁場的作用下才得以做圓周運(yùn)動(dòng)的。下列說法中正確的是（   ）
A．質(zhì)子在環(huán)形加速器中運(yùn)動(dòng)時(shí)，軌道所處位置的磁場會(huì)逐漸減小
B．質(zhì)子在環(huán)形加速器中運(yùn)動(dòng)時(shí)，軌道所處位置的磁場始終保持不變
C．質(zhì)子在對(duì)撞軌道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，軌道所處位置的磁場會(huì)逐漸減小
D．質(zhì)子在對(duì)撞軌道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，軌道所處位置的磁場始終保持不變

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示是一個(gè)回旋加速器的示意圖，其中兩個(gè)半圓形金屬盒內(nèi)有方向垂直于紙面，磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，兩金屬盒分別接到交變電源的兩極上，在兩盒間的狹縫處形成交變的電場．質(zhì)量為m、電量為q的帶電粒子從下面盒的中心O點(diǎn)進(jìn)入，進(jìn)入時(shí)的初速可以忽略，經(jīng)兩盒間狹縫處的電場加速后進(jìn)入上面盒內(nèi)，在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它回到狹縫處時(shí)，電場恰好反向，再次對(duì)粒子加速，進(jìn)入下面磁場中，從c1處再進(jìn)入電場中加速，以后則重復(fù)前面的過程，并且每次電場對(duì)粒子做的功都是W．圖中c2、c3、……是后面各次從下面磁場中射出時(shí)的位置．

(1)求Oc1的距離．
(2)n為多大時(shí)，cncn+1小于或等于Oc1的一半？
 

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（20分）靜電噴漆技術(shù)具有效率高、浪費(fèi)少、質(zhì)量好、有益于健康等優(yōu)點(diǎn)，其裝置可簡化如圖。、為水平放置的間距的兩塊足夠大的平行金屬板，兩板間有方向由指向的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)為。在板的中央放置一個(gè)安全接地的靜電油漆噴槍，油漆噴槍可向各個(gè)方向均勻地噴出初速度大小均為的油漆微粒，已知油漆微粒的質(zhì)量均為、電荷量均為，不計(jì)油漆微粒間的相互作用、油漆微粒帶電對(duì)板間電場和磁場的影響及空氣阻力，重力加速度。求：
      
（1）油漆微粒落在板上所形成的圖形面積；
（2）若讓、兩板間的電場反向，并在兩板間加垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度，調(diào)節(jié)噴槍使油漆微粒只能在紙面內(nèi)沿各個(gè)方向噴出，其它條件不變。板被油漆微粒打中的區(qū)域的長度；
（3） 在滿足（2）的情況下，打中板的油漆微粒中，在磁場中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（22分）某放置在真空中的裝置如圖甲所示，水平放置的平行金屬板A、B中間開有小孔，小孔的連線與豎直放置的平行金屬板C、D的中心線重合。在C、D的下方有如圖所示的、范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場，磁場的理想上邊界與金屬板C、D下端重合，其磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示，圖乙中的為已知，但其變化周期未知。已知金屬板A、B之間的電勢(shì)差為，金屬板C、D的長度均為L，間距為。質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子P（初速度不計(jì)、重力不計(jì)）進(jìn)入A、B兩板之間被加速后，再進(jìn)入C、D兩板之間被偏轉(zhuǎn)，恰能從D極下邊緣射出。忽略偏轉(zhuǎn)電場的邊界效應(yīng)。

（1）求金屬板C、D之間的電勢(shì)差UCD。
（2）求粒子離開偏轉(zhuǎn)電場時(shí)速度的大小和方向。
（3）規(guī)定垂直紙面向里的磁場方向?yàn)檎较�，在圖乙中t=0時(shí)刻該粒子進(jìn)入磁場，并在時(shí)刻粒子的速度方向恰好水平，求磁場的變化周期T0和該粒子從射入磁場到離開磁場的總時(shí)間t總。

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