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解析
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1 . 英国实验物理学家阿斯顿当年为了证明同位素的假说,设计了多种质谱仪测量同位素的比荷(粒子电量q与质量m之比)。请结合物理学相关原理,尝试从理论上提出一种质谱仪的设计方案以实现下列功能。
功能一:使带电粒子获得一定的速度。
功能二:让粒子通过一个速度选择器,只留下特定速度的粒子,排除其他速度粒子的干扰。
功能三:让带电粒子进入磁场发生偏转。
记录粒子的运动轨迹,进而求得粒子的比荷。
2021-11-03更新 | 98次组卷 | 1卷引用:2019粤教版选择性必修第二册 第一章 第四节 洛伦兹力与现代技术
2 . 如图所示,在间距为d的平行极板MN上加一定的电压,从而在极板间形成一个匀强电场,同时在此区域加一个与匀强电场垂直的匀强磁场B当带电粒子从进入这一区域后,只有具有某个速度大小的粒子才能从通过,这样的装置叫做速度选择器。带电粒子在进入速度选择器前,先在一加速电场中加速,加在形成此加速电场的两极板PQ上的电压为。粒子所受的重力忽略不计。
(1)试问:从小孔进入速度选择器的粒子,需要具有怎样的速度才能顺利通过小孔
(2)带电粒子的电荷量与质量的比叫做比荷,它反映了带电粒子的一个基本属性,在科学研究中具有重要的意义、试借助本题提供的物理量,计算出该带电粒子比荷的表达式。
单选题-单题 | 适中(0.65) |
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3 . 如图所示,有a、b、c、d四个粒子,它们带同种电荷且电荷量相等,它们的速率关系为va<vb=vc<vd,质量关系为ma=mb<mc=md。进入速度选择器后,有两种粒子从速度选择器中射出,由此可以判定(  )

A.射向A2的是d粒子B.射向P2的是b粒子
C.射向A1的是c粒子D.射向P1的是a粒子
2021-10-04更新 | 3665次组卷 | 12卷引用:人教版(2019)选择性必修第二册 第一章 水平测评
4 . 如图所示为一种质谱仪的工作原理示意图,此质谱仪由以下几部分构成:离子源、加速电场、静电分析器、磁分析器、收集器。加速电场的加速压为U,静电分析器通道中心线半径为R,通道内有均匀辐射电场,在中心线处的电场强度大小为E;磁分析器中分布着方向垂直于纸面,磁感应强度为B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的离子(初速度为零,重力不计),经加速电场加速后进入静电分析器,沿中心线做匀速圆周运动,而后由P点进入磁分析器中,最终经过Q点进入收集器。下列说法不正确的是(  )
A.磁分析器中匀强磁场方向垂直于纸面向外
B.磁分析器中圆心Q点的距离可能为
C.不同离子经相同的加速压U加速后都可以沿通道中心线安全通过静电分析器
D.静电分析器通道中心线半径为
2021-09-05更新 | 837次组卷 | 15卷引用:2020届江苏省南京市六校联合体高三下学期5月联考物理试题
5 . 如图所示为质谱仪原理示意图.设粒子质量为m、电荷量为q,加速电场电压为U,偏转磁场的磁感应强度为B,粒子从容器A下方的小孔S1飘入加速电场,其初速度几乎为0.则粒子进入磁场时的速度是多大?打在底片上的位置到S3的距离多大?
2021-08-04更新 | 506次组卷 | 5卷引用:2019人教版选择性必修第二册 第一章 1.4 质谱仪与回旋加速器 导学案
6 . 如图所示,两个正对的平行金属板间存在竖直向下和垂直于纸面向里的匀强电场和匀强磁场,板间距为d,板长L=d,一带电粒子(不计重力)从左边界的中点沿图中虚线水平通过该区域,如果撤去电场,则粒子垂直打到上极板。下列说法正确的是(  )
A.该粒子一定带负电
B.若换一个与题中电性相反的粒子一定可以沿虚线从右向左做直线运动
C.如果撤去磁场该粒子会打到下级板且距离下极板左端L
D.如果撤去磁场,电场减小为原来的一半时,该粒子恰好从极板的边缘射出
7 . 如图所示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。速度选择器内有相互正交的匀强磁场和匀强电场,磁场的磁感应强度为B、电场的电场强度为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,其中与速度选择器的极板平行。平板S下方有磁感应强度大小为的匀强磁场,方向垂直于纸面向外。若通过狭缝P的粒子最终打在胶片上的D点,且,不计带电粒子所受的重力及粒子间的相互作用力,下列表述正确的是(  )
A.速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向里
B.能通过狭缝P的带电粒子的速率等于
C.该粒子的比荷
D.若改变加速电场的电压U,通过狭缝P的粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的比荷就越小
2021-07-07更新 | 294次组卷 | 3卷引用:第6课 带电粒子在匀强磁场中的运动-【帮课堂】2021-2022学年高二物理同步精品讲义(人教版选修3-1)
8 . 如图所示为质谱仪的结构图,该质谱仪由速度选择器与偏转磁场两部分组成,已知速度选择器中的磁感应强度大小为、电场强度大小为E,荧光屏下方匀强磁场的方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为。三个带电荷量均为q、质量不同的粒子沿竖直方向经速度选择器由荧光屏上的狭缝O进入偏转磁场,最终打在荧光屏上的处,相对应的三个粒子的质量分别为,忽略粒子的重力以及粒子间的相互作用。则下列说法正确的是(  )
A.三个粒子均带负电
B.打在位置的粒子质量最大
C.如果,则
D.粒子进入偏转磁场的速度是
9 . 如图所示,一束质量、速度和电荷量不全相等的离子,经过由正交的匀强电场和匀强磁场组成的速度选择器后,进入另一个匀强磁场中并分裂为A、B两束,下列说法正确的是(  )
A.组成A束和B束的离子都带负电
B.组成A束和B束的离子质量一定不同
C.A束离子的比荷大于B束离子的比荷
D.速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向外
2021-06-15更新 | 568次组卷 | 22卷引用:江苏省扬州中学2017-2018学年高二上学期期中考试物理(选修)试题
10 . 我国探月工程的重要项目之一是探测月球含量。如图所示,(2个质子和1个中子组成)和(2个质子和2个中子组成)组成的粒子束经电场加速后,进入速度选择器,再经过狭缝P进入平板S下方的匀强磁场,沿半圆弧轨迹抵达照相底片,并留下痕迹M、N。下列说法正确的是(  )
A.速度选择器内部的磁场垂直纸面向外
B.平板S下方的磁场垂直纸面向里
C.经过狭缝P时,两种粒子的速度不同
D.痕迹M是抵达照相底片上时留下的
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