23-24高二下·全国·课堂例题
1 . 如图为质谱仪的工作原理图，若干种带电粒子经过加速电场加速后，垂直射入速度选择器，速度选择器中的电场强度大小为E、磁感应强度大小为
，电场方向、磁场方向、离子速度方向两两垂直。沿直线通过速度选择器的粒子接着进入磁感应强度大小为
的匀强磁场中，沿着半圆周运动后到达照相底片上形成谱线。
（1）速度选择器中的磁场方向是怎么样的？
（2）不计带电粒子所受的重力和带电微粒之间的相互作用，则带电粒子通过狭缝P的速度大小满足什么条件？
（3）若测出谱线到狭缝P的距离为x，则带电粒子的比荷为多少？
，电场方向、磁场方向、离子速度方向两两垂直。沿直线通过速度选择器的粒子接着进入磁感应强度大小为的匀强磁场中，沿着半圆周运动后到达照相底片上形成谱线。（1）速度选择器中的磁场方向是怎么样的？
（2）不计带电粒子所受的重力和带电微粒之间的相互作用，则带电粒子通过狭缝P的速度大小满足什么条件？
（3）若测出谱线到狭缝P的距离为x，则带电粒子的比荷为多少？
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23-24高二下·全国·课堂例题
2 . 如图所示为质谱仪的原理图，某同学欲使用该装置测量某带正电粒子的比荷。粒子从静止开始经过电势差为U的加速电场后，进入速度选择器，选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度大小为，磁场方向如图，匀强电场的场强为E。带电粒子能够沿直线穿过速度选择器，从G点既垂直直线MN又垂直于磁场的方向射入偏转磁场。偏转磁场是一个以直线MN为边界、方向垂直纸面向外的匀强磁场。带电粒子经偏转磁场后，最终到达照相底片的H点。已知偏转磁场的磁感应强度为，带电粒子的重力可忽略不计。
（1）为保证粒子在速度选择器中做直线运动，需要速度选择器哪个极板与电源正极相连。
（2）射入偏转磁场粒子的速度为多少？（用题目所给物理量字母表示）。
（3）为了测定粒子比荷，除了题目所给物理量，还需测量哪些物理量？
，磁场方向如图，匀强电场的场强为E。带电粒子能够沿直线穿过速度选择器，从G点既垂直直线MN又垂直于磁场的方向射入偏转磁场。偏转磁场是一个以直线MN为边界、方向垂直纸面向外的匀强磁场。带电粒子经偏转磁场后，最终到达照相底片的H点。已知偏转磁场的磁感应强度为，带电粒子的重力可忽略不计。（1）为保证粒子在速度选择器中做直线运动，需要速度选择器哪个极板与电源正极相连。
（2）射入偏转磁场粒子的速度为多少？（用题目所给物理量字母表示）。
（3）为了测定粒子比荷，除了题目所给物理量，还需测量哪些物理量？
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23-24高二上·广东湛江·开学考试
3 . 质谱仪的工作原理示意图如图，其中速度选择器内的磁场与电场相互垂直，磁场的磁感应强度大小为B1、方向垂直纸面向里，两板间的距离为d，电势差为U。一束质量为m、带电荷量为q的粒子通过速度选择器之后，从O点垂直于磁场方向射入磁感应强度大小为B2、方向垂直纸面向外的匀强磁场，运动半个周期后打在照相底片上。不计粒子重力。
（1）求粒子进入磁场B2时的速度大小v。
（2）求粒子在磁场B2中运动的轨道半径R。
（3）若通过速度选择器的粒子P1、P2是互为同位素的两种原子核，P1粒子打到照相底片的A点，P2粒子打到照相底片的C点，且OA=2AC。求粒子P1、P2的质量之比m1∶m2.
（1）求粒子进入磁场B2时的速度大小v。
（2）求粒子在磁场B2中运动的轨道半径R。
（3）若通过速度选择器的粒子P1、P2是互为同位素的两种原子核，P1粒子打到照相底片的A点，P2粒子打到照相底片的C点，且OA=2AC。求粒子P1、P2的质量之比m1∶m2.
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名校
4 . 质谱仪的结构可简化为如图所示，半圆柱形通道水平放置，其上下表面内半径均为R、外半径均为3R，该通道内存在竖直向上的匀强磁场，正对着通道出口处放置一张照相底片，记录粒子从出口射出时的位置。粒子源释放出的
和
，加速后垂直通过装置A的正交电磁场，磁感应强度大小为
、电场强度大小为
，接着垂直于通道入口从中缝MN进入磁场区，其中
恰能击中照相底片的正中间位置。已知质量为
，
质量为
，带电量均为q（q＞0），不计粒子重力，求：
（1）质谱仪用途：测量带电粒子的________和分析同位素的重要工具，装置A是________。
（2）粒子通过装置A的速度v的大小；
（3）通道中匀强磁场的磁感应强度的大小；
（4）调节装置A的电场强度大小，可改变粒子击中照相底片的位置，为了保证两种粒子都能击中照相底片，电场强度可调节最大值
的大小。
和，加速后垂直通过装置A的正交电磁场，磁感应强度大小为、电场强度大小为，接着垂直于通道入口从中缝MN进入磁场区，其中恰能击中照相底片的正中间位置。已知质量为，质量为，带电量均为q（q＞0），不计粒子重力，求：（1）质谱仪用途：测量带电粒子的________和分析同位素的重要工具，装置A是________。
（2）粒子通过装置A的速度v的大小；
（3）通道中匀强磁场的磁感应强度的大小
；（4）调节装置A的电场强度大小，可改变粒子击中照相底片的位置，为了保证两种粒子都能击中照相底片，电场强度可调节最大值
的大小。
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9-10高二下·福建泉州·单元测试
名校
5 . 某质谱仪原理如图所示，I为粒子加速器，加速电压为U1；II为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为B1，两板间距离为d；III为偏转分离器，磁感应强度为B2。现有一质量为m、电荷量为+q的粒子（不计重力），初速度为0，经加速后，该粒子恰能通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动。求：
（1）粒子进入速度选择器的速度大小v；
（2）速度选择器的两板间的电压U2；
（3）粒子在分离器中做匀速圆周运动的半径R。
（1）粒子进入速度选择器的速度大小v；
（2）速度选择器的两板间的电压U2；
（3）粒子在分离器中做匀速圆周运动的半径R。
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2024-01-18更新
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794次组卷
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95卷引用：2012-2013黑龙江哈尔滨第十二中学高二上学期期末考试物理试卷
（已下线）2012-2013黑龙江哈尔滨第十二中学高二上学期期末考试物理试卷2015-2016学年河北省衡水市冀州中学高二上期中物理卷2017-2018学年粤教版高中物理选修3-1：章末质量评估(三)辽宁省瓦房店市第三高级中学2017-2018学年高二上学期第二次月考物理试题江西抚州七校联考2017-2018学年高二上学期期末考试物理试题安徽省六安市舒城中学2017-2018学年高二上学期期末考试物理试题2018秋（粤教版）高中物理选修3-1：章末质量评估(三)2018人教版高二上学期（选修3-1）练习册版2018-2019学年人教版高二物理上学期期末检测试题【全国百强校】吉林省长春市实验中学2018-2019学年高二上学期期末考试物理试题人教版 选修3-1 高二（上 ）第三章 6.带电粒子在匀强磁场中的运动 强化练习江西省南昌市第十中学2019-2020学年高二上学期第二次月考物理试题宁夏银川一中2019-2020学年高二上学期期末考试物理试题湖南省长沙市长郡中学2020-2021学年高二上学期期中物理试题（已下线）《2020-2021学年高中物理同步备课学案（2019人教版选择性必修第二册）》课后作业4一质谱仪与回旋加速器（已下线）《2020-2021学年高二物理上学期期末分层练测试卷（人教版）》基础卷04（选修3-1）2019人教版课后习题 选择性必修2 第一章 复习与提高B（已下线）《2021届新高考物理二轮微专题复习限时强化练》：带电粒子在匀强磁场中的运动四川省遂宁市射洪中学2020-2021学年高二下学期入学考试物理试题2019人教版选择性必修第二册 第一章 安培力与洛伦兹力 4 质谱仪与回旋加速器 拔高练习天津市静海区四校2020-2021学年高二下学期5月阶段性检测物理试题河北省邯郸市武安市第三中学2021-2022学年高二上学期第二次月考物理试题2022届北京市门头沟区高三上学期期末物理试题山东省临沂市2021-2022学年高二上学期期末物理试题（已下线）北京市2021-2022学年高二上学期期末试题汇编：安培力与洛伦兹力山东省临沂市沂南第一中学2021-2022学年高二下学期开学考试物理试题重庆市长寿中学校2021-2022学年高二下学期第一学段考试物理试题浙江省杭州市西湖高级中学2021-2022学年高二下学期期中物理试题北京市房山区2021-2022学年高二下学期期中考试物理试题2022届北京市西城区高三下学期二模物理试题2023届北京市顺义区杨镇第一中学高三下学期第零次模拟考试物理试题北京市顺义牛栏山第一中学2021-2022学年高二下学期期中物理试题（已下线）北京市各区（学校）2020-2021学年高二下学期期末物理试题分类选编：解答题2023高中物理同步学案优化设计人教版选择性必修第二册 第一章 4 质谱仪与回旋加速器（已下线）专题10 磁场——2020-22年三年北京卷高考汇编（已下线）专题11 磁场——2018-22年五年北京卷高考汇编江西省南丰县第一中学2022-2023学年高二上学期第二次月考物理试题（已下线）第04讲 质谱仪与回旋加速器 2023年高中寒假精品课（人教版2019选择性必修第二册)北京市昌平区2022-2023学年高三上学期期末质量检测物理试题（已下线）2022年北京市高二下学期期中物理试题汇编：安培力与洛伦兹力陕西省咸阳市永寿县中学2022-2023学年高二上学期期末物理试题辽宁省部分学校2022-2023学年高二下学期4月月考物理试题北京市第二中学2022-2023高二下学期第三学段考试物理试题河南省郑州市六校联盟2022-2023学年高二下学期期中物理试题安徽省阜阳市临泉田家炳实验中学2022-2023学年高二下学期质量检测物理试题广西南宁市普高联盟2022-2023学年高二下学期期末联考物理试题北京市房山区2021-2022学年高三上学期开学考试物理试题2024届四川省南充市高三上学期高考适应性考试（零诊）物理试题山西省吕梁市孝义市2022-2023学年高二下学期3月月考物理试题2024届陕西省渭南市富平县高三上学期一模物理试题上海市同济大学附属七一中学2023-2024学年高三上学期期中物理试题（等级考）辽宁省辽南协作体2023-2024学年高二上学期期中考试物理试题（A）（已下线）1.4质谱仪和回旋加速器-2023-2024学年高二物理举一反三系列（人教版2019选择性必修第二册）（已下线）第01讲 速度选择器及质谱仪模型-2024年高考物理一轮复习模型及秒杀技巧一遍过河北省衡水市第二中学2023-2024学年高二上学期11月期中考试物理试题北京市通州区2021-2022学年高二上学期期末考试物理试卷选择性必修第二册（2019人教版）第一章 4 质谱仪与回旋加速器（已下线）寒假作业09质谱仪和回旋加速器-【寒假分层作业】2024年高二物理寒假培优练（人教版2019）北京市朝阳区2023-2024学年高二上学期1月期末考试物理试题上海市吴淞中学2023-2024学年高二上学期期末考试物理试卷（已下线）2019人教版课后习题 选择性必修2 第一章 复习与提高B 例题及课后题变式题北京市第九中学2023-2024学年高二下学期（2月）开学考试物理试题（已下线）2010年福建省南安一中高二下学期期末考试物理（理）试卷（已下线）2010-2011年江苏省盐城市伍佑中学高二下学期期中考试（已下线）2010~2011学年山东省鱼台一中高二下学期期末考试物理（已下线）2014-2015学年江苏省江阴市五校高二上学期期中考试物理试卷2015-2016学年西藏日喀则地区第一中学高二月考物理卷2016届江苏省盐城市亭湖区南洋中学高三第二次段考物理卷2016-2017学年安徽省马鞍山市第二中学高二上学期期末考试物理试卷2016-2017学年黑龙江省鸡西市第十九中学高二上学期期末考试物理试卷（已下线）【真题汇编-江苏卷】类型6：磁场宁夏石嘴山市第三中学2019-2020学年高二上学期12月月考物理试题山东省德州市陵城区第一中学2019-2020学年高二12月月考物理试题江西省南昌市新建县一中2019-2020学年高二上学期期末考试物理试题云南省文山马关实验高级中学2019-2020学年高二上学期期末物理试题云南省玉龙县第一中学2019-2020学年高二上学期期末物理试题广东省广州市越秀区2019-2020学年高二上学期期末学业水平调研测试物理试题江苏省无锡市江阴二中、要塞中学等四校2020-2021学年高二上学期期中物理试题安徽省淮北市树人中学2020-2021学年高二下学期期中考试物理试题浙江省金衢六校联盟2021-2022学年高二上学期期末联考物理试题黑龙江省佳木斯市第一中学2020-2021学年高二上学期期末考试物理试题山东省滕州市第五中学2021-2022学年高二下学期3月测试物理试题海南省华中师范大学琼中附属中学2021-2022学年高二下学期期中检测物理试题浙江省温州市平阳县万全综合高级中学2021-2022学年高二下学期期中物理试题广东省韶关市武江区市实验中学2021-2022学年高二下学期第一次月考物理试题（已下线）云南省各市2020-2021学年高二下学期期末物理试题分类选编：解答题（已下线）安徽省各地2020-2021学年高二下学期期末物理试题分类选编：解答题（已下线）安徽省各地2020-2021学年高二下学期期末物理复习试题分类选编：解答题（已下线）广东省各地2020-2021学年高二下期期末物理试题分类选编：解答题吉林省通化市部分重点中学校2021-2022学年高二下学期期末联考物理试题重庆市部分学校2022-2023学年高二下学期5月联考物理试题浙江省宁波市北仑中学2023-2024学年高二上学期期中考试物理（选考）试题山东省滕州市第五中学2023-2024学年高二下学期第一次月考物理试题甘肃省会宁县第四中学2023-2024学年高二下学期第一次月考物理试卷海南省省直辖县级行政单位琼中黎族苗族自治县琼中中学2023-2024学年高二下学期3月月考物理试题
6 . 如图所示的质谱仪由粒子室、加速电场、速度选择器和偏转磁场四部分组成。加速电场的加速电压为U，速度选择器中的电场强度为E，磁感应强度为（未知），磁场方向垂直纸面向里。粒子室内充有大量
和
，粒子从狭缝
飘入加速电场的初速度不计，经加速电场加速后从狭缝
垂直于电场及磁场进入速度选择器中，沿直线通过速度选择器，从O点垂直于偏转磁场的边界射入偏转磁场。自O点正下方某点垂直于偏转磁场边界射入偏转磁场。在偏转磁场边界处放置两个粒子收集装置（图中未画出），收集两种粒子。不计粒子的重力、粒子间的相互作用。设质子和中子的质量均为m，质子的电荷量为e。求：
（1）速度选择器中磁场的磁感应强度；
（2）速度选择器板长L；
（3）如果右侧磁场的磁感应强度也为，求两种粒子收集装置的距离d。
（未知），磁场方向垂直纸面向里。粒子室内充有大量和，粒子从狭缝飘入加速电场的初速度不计，经加速电场加速后从狭缝垂直于电场及磁场进入速度选择器中，沿直线通过速度选择器，从O点垂直于偏转磁场的边界射入偏转磁场。自O点正下方某点垂直于偏转磁场边界射入偏转磁场。在偏转磁场边界处放置两个粒子收集装置（图中未画出），收集两种粒子。不计粒子的重力、粒子间的相互作用。设质子和中子的质量均为m，质子的电荷量为e。求：（1）速度选择器中磁场的磁感应强度
；（2）速度选择器板长L；
（3）如果右侧磁场的磁感应强度也为
，求两种粒子收集装置的距离d。
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7 . 如图所示是质谱仪的工作原理示意图。质量为m带电量为q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的强度分别为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。平板S下方有磁感应强度为B0的匀强磁场。求：
（1） 粒子在速度选择器中能沿直线运动的速度大小？
（2） 加速电场的电压U0是多少？
（3） 粒子在磁场中运动的轨迹半径为？
（1） 粒子在速度选择器中能沿直线运动的速度大小？
（2） 加速电场的电压U0是多少？
（3） 粒子在磁场中运动的轨迹半径为？
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8 . 质谱仪的原理图如图所示，由加速电场、速度选择器和偏转磁场组成。在速度选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场（图中未画出）。偏转磁场是一个以直线MN为边界、方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为B2的匀强磁场。一电荷量为q质量为m的带正电的粒子从静止开始经过加速电场后，进入速度选择器，并能沿直线穿过速度选择器，从A点垂直MN进入偏转磁场。带电粒子经偏转磁场后，最终到达照相底片的C点。已知速度选择器中的电场方向水平向右、电场强度大小为E，A点到C点的距离为x，带电粒子所受的重力可忽略不计。求：
（1）速度选择器中匀强磁场的磁感应强度B1的大小和方向；
（2）加速电场的电势差U。
（1）速度选择器中匀强磁场的磁感应强度B1的大小和方向；
（2）加速电场的电势差U。
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23-24高三上·广东佛山·开学考试
9 . 如图所示是某种质谱仪的结构简化图。质量为m、电荷量为+q的粒子束恰能沿直线通过速度选择器，并从环状D形盒的中缝（宽度略大于粒子直径）射入磁感应强度为B0、方向垂直纸面指向里的环形磁场区域。环状D形盒的外半径为2R，内半径为R，外壳的厚度不计，出口M、N之间放置照相底片，底片能记录粒子经过出口时的位置。已知速度选择器中电场强度大小为E，方向水平向左，磁感应强度大小为B（磁场方向未画出）。不计粒子重力，若带电粒子能够打到照相底片，求：
（1）B的方向以及粒子进入环形D形盒时的速度大小；
（2）环状D形盒中的磁感应强度B0的大小范围。
（1）B的方向以及粒子进入环形D形盒时的速度大小；
（2）环状D形盒中的磁感应强度B0的大小范围。
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2023-09-11更新
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521次组卷
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4卷引用：选择性必修二 第一章 课时04 质谱仪与回旋加速器 进阶拓展
（已下线）选择性必修二 第一章 课时04 质谱仪与回旋加速器 进阶拓展广东省佛山市南海区2023-2024学年高三上学期摸底测试物理试题广东省湛江市2023-2024学年高二上学期1月期末调研物理试题广东省湛江市2023-2024学年高二上学期期末考试物理试题
22-23高二下·福建厦门·期末
10 . 阿斯顿最早设计了质谱仪，并用它发现了氖20（20Ne）和氖22（22Ne），证实了同位素的存在。一种质谱仪的结构可简化为如图所示，半圆柱形通道水平放置，其上下表面内半径均为R、外半径均为3R，该通道内存在方向竖直向上的匀强磁场，正对着通道出口处放置一张照相底片，记录粒子从出口射出时的位置。粒子源释放出的20Ne和22Ne，加速后垂直通过速度选择器的正交电磁场，磁感应强度大小为B0、电场强度大小为E0，接着垂直于通道入口从中缝MN进入磁场区，其中20Ne恰能击中照相底片的正中间位置。已知20Ne质量为m1，22Ne质量为m2，带电量均为q（q>0），不计粒子重力，求：
（1）粒子通过速度选择器的速度v；
（2）通道中匀强磁场的磁感应强度的大小B1；
（3）调节速度选择器的电场强度大小，可改变粒子击中照相底片的位置，为了保证两种粒子都能击中照相底片，电场强度可调节最大值Em的大小。
（1）粒子通过速度选择器的速度v；
（2）通道中匀强磁场的磁感应强度的大小B1；
（3）调节速度选择器的电场强度大小，可改变粒子击中照相底片的位置，为了保证两种粒子都能击中照相底片，电场强度可调节最大值Em的大小。
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