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第一章　4.
基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練
1．(多選)關(guān)于回旋加速器，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．電場和磁場同時用來加速帶電粒子
C．所加交變電源的頻率與帶電粒子做圓周運(yùn)動的頻率相同
D．同一帶電粒子獲得的最大動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)
答案：AC
解析：由于洛倫茲力不做功，所以起加速作用的是電場，要想粒子被加速，交流電的頻率必須與粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動的頻率相同；由于Ekm＝，所以與交流電壓和交流電壓的頻率都無關(guān)，故選AC。
2．如圖所示為質(zhì)譜儀的原理示意圖，現(xiàn)讓某束離子(可能含有多種離子)從容器A下方的小孔無初速度飄入電勢差為U的加速電場，經(jīng)電場加速后垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中，在照相底片上形成a、b兩條“質(zhì)譜線”，則下列判斷正確的是( 　 )
A．a(chǎn)、b譜線對應(yīng)的離子均帶負(fù)電
B．a(chǎn)譜線對應(yīng)的離子的質(zhì)量較大
C．b譜線對應(yīng)的離子的質(zhì)量較大
D．a(chǎn)譜線對應(yīng)的離子的比荷較大
答案：D
解析：根據(jù)離子在磁場中的偏轉(zhuǎn)方向，結(jié)合左手定則可知a、b譜線對應(yīng)的離子均帶正電，A錯誤；離子在電場中被加速過程中，由動能定理得qU＝mv2，在磁場中離子做勻速圓周運(yùn)動，洛倫茲力提供向心力，有qvB＝m，解得r＝，即落點(diǎn)位置只與離子的比荷有關(guān)，比荷越大，r越小，則a譜線對應(yīng)的離子的比荷較大，但因離子所帶電荷量可能不同，因此無法比較離子的質(zhì)量大小，B、C錯誤，D正確。
3．(多選)用如圖所示的回旋加速器分別加速H、He，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒定，加速H、He兩個粒子時兩D形盒間所加交變電壓的大小分別為U1、U2，頻率分別為f1、f2。H、He兩個粒子從出口射出時的動能分別為Ek1、Ek2，動量大小分別為p1、p2。加速過程中不考慮相對論效應(yīng)和重力作用，若兩個粒子在D形盒中加速的次數(shù)相同，則( 　 )
A．U1∶U2＝2∶1 B．f1∶f2＝2∶1
C．Ek1∶Ek2＝2∶1 D．p1∶p2＝2∶1
答案：AB
解析：粒子從出口射出時的動能Ek＝mv＝，則Ek1∶Ek2＝1∶1，根據(jù)動能定理nqU＝，則U1∶U2＝2∶1，由f＝，得f1∶f2＝2∶1，由p＝，得到p1∶p2＝1∶2，故A、B正確，C、D錯誤。
4．如圖所示，為一種改進(jìn)后的回旋加速器示意圖，在D形盒邊上的縫隙間放置一對中心開有小孔a、b的平行金屬板M、N。每當(dāng)帶正電的粒子從a孔進(jìn)入時，就立即在兩板間加上恒定電壓，經(jīng)加速后從b孔射出，再立即撤去電壓。而后進(jìn)入D形盒中的勻強(qiáng)磁場，做勻速圓周運(yùn)動。縫隙間無磁場，不考慮相對論效應(yīng)，則下列說法正確的是( 　 )
A．D形盒中的磁場方向垂直紙面向外
B．粒子運(yùn)動的周期不斷變大
C．粒子每運(yùn)動一周直徑的增加量越來越小
D．增大板間電壓，粒子最終獲得的最大動能變大
答案：C
解析：根據(jù)左手定則，D形盒中的磁場方向垂直紙面向里，A錯誤；粒子運(yùn)動的周期T＝＝，粒子運(yùn)動的周期不變，B錯誤；根據(jù)洛倫茲力提供向心力qvB＝m
運(yùn)動半徑r＝
粒子每運(yùn)動一周直徑的增加量ΔL＝2(rn＋1－rn)＝，mv＝nqU
mv＝(n＋1)qU
Δv＝－＝(－)
可得粒子每運(yùn)動一周直徑的增加量越來越小，C正確；粒子獲得的動能Ek＝mv2＝
當(dāng)r達(dá)到D形盒的半徑時，粒子動能最大，與板間電壓無關(guān)，D錯誤。
5.(2024·江蘇省江陰高級中學(xué)高二期中)回旋加速器利用磁場和電場使帶電粒子作回旋運(yùn)動，經(jīng)過多次加速，粒子最終從D形盒邊緣引出，成為高能粒子。若D形盒中磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，D形盒縫隙間電場變化周期為T，加速電壓為U。D形盒的半徑為R，則下列判斷正確的是( 　 )
①被加速粒子的比荷為
②被加速粒子獲得的最大速度為
③粒子被加速的次數(shù)為
④粒子獲得的最大動能會隨著加速電壓的變化而變化
A．①② B．②③
C．③④ D．①④
答案：A
解析：忽略粒子在電場中加速時間，則交變電場變化周期等于粒子在磁場中圓周運(yùn)動周期，有T＝，可知＝，①正確；粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動qvB＝m，知速度最大時圓周半徑達(dá)到最大，等于D形盒半徑R，則粒子被加速的最大速度為vm＝，②正確；粒子最大動能為Ekm＝mv＝，粒子每被加速一次，動能增加qU，所以粒子被加速的次數(shù)為n＝＝，③錯誤；由Ekm＝mv＝m2，可知，粒子獲得的最大動能與加速電壓無關(guān)，④錯誤。故選A。
6．質(zhì)譜儀是一種檢測和分離同位素的儀器。如圖甲所示，某種電荷量為＋q的粒子，從容器A下方的狹縫S1進(jìn)入電壓為U的加速電場，其初速度可忽略不計。這些粒子經(jīng)過狹縫S2沿著與磁場垂直的方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中。隨后粒子束在照相底片MN上的P點(diǎn)處形成一條曝光的譜線。不計粒子的重力及粒子間的相互作用。
(1)求粒子進(jìn)入磁場時的動能Ek；
(2)設(shè)P點(diǎn)與狹縫S2之間的距離為x，在圖乙中畫出x2隨加速電壓U變化的x2－U圖像；
(3)如果從底片上獲知a、b(對應(yīng)的譜線位置圖中未畫出)是兩種同位素的原子核，a、b在磁場中運(yùn)動軌跡的直徑之比是λ，求a、b的質(zhì)量之比。
答案：(1)qU　(2)圖見解析　(3)＝λ2
解析：(1)由動能定理得粒子進(jìn)入磁場時的動能Ek＝qU。
(2)由(1)得qU＝mv2
粒子進(jìn)入磁場時的速度v＝
粒子在磁場中由洛倫茲力提供向心力，qvB＝m
而x＝2r
聯(lián)立解得x2＝U
可知x2－U圖像為一條過原點(diǎn)的傾斜直線，如圖所示。
(3)由(2)知x2＝U＝4r2＝d2，可得m＝
兩種同位素a、b的質(zhì)量之比＝＝λ2。
能力提升練
7．(2023·廣東省揭陽市高三模擬)如圖所示為質(zhì)譜儀測定帶電粒子質(zhì)量的裝置示意圖。速度選擇器(也稱濾速器)中電場強(qiáng)度E的方向豎直向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度B1的方向垂直于紙面向里，分離器中磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的方向垂直于紙面向外。在S處有甲、乙、丙、丁四個一價正離子垂直于E和B1入射到速度選擇器中，若m甲＝m乙A．甲、乙、丙、丁 B．甲、丁、乙、丙
C．丙、丁、乙、甲 D．甲、乙、丁、丙
答案：B
解析：四個粒子，只有兩個粒子通過速度選擇器，只有速度滿足v＝，才能通過速度選擇器，所以通過速度選擇器進(jìn)入磁場的粒子是乙和丙。由洛倫茲力公式和牛頓第二定律得qvB＝m，解得R＝，乙的質(zhì)量小于丙的質(zhì)量，所以乙的半徑小于丙的半徑，則乙打在P3點(diǎn)，丙打在P4點(diǎn)。甲的速度小于乙的速度，即小于，洛倫茲力小于靜電力，粒子向下偏轉(zhuǎn)，打在P1點(diǎn)。丁的速度大于乙的速度，即大于，洛倫茲力大于靜電力，粒子向上偏轉(zhuǎn)，打在P2點(diǎn)。故答案為B。
8．(多選)(2024·山西太原高二期末)圖甲是回旋加速器的示意圖，圖乙為其加速電壓U的變化情況，質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子每次加速后的動能Ek隨時間t變化的規(guī)律如圖丙所示。忽略帶電粒子在電場中的加速時間，不計粒子重力，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，下列選項正確的是( 　 )
A．粒子在電場區(qū)域速度增大，在磁場區(qū)域速度也增大
B．圖丙中，tn－tn－1＝
C．加速電壓U越大，粒子的加速次數(shù)越多
D．t1～t2時間內(nèi)，粒子做圓周運(yùn)動的半徑為
答案：BD
解析：在磁場中受到的洛倫茲力不做功，所以在磁場中速度大小不變，在電場中靜電力做正功速度增大，故A錯誤；粒子在磁場中運(yùn)動qvB＝m，T＝＝，即粒子在磁場中運(yùn)動的周期與速度無關(guān)，則tn－tn－1＝＝，故B正確；根據(jù)動能定理nqU＝Ek，得n＝，所以，加速電壓U越大，粒子的加速次數(shù)越少，故C錯誤；當(dāng)t＝0時，粒子在電場中加速一次，當(dāng)t＝t1時，又加速一次，所以當(dāng)t1～t2時間內(nèi)，粒子被加速兩次，根據(jù)動能定理2qU＝mv2，洛倫茲力提供向心力qvB＝m，聯(lián)立得r＝，故D正確。
9．(多選)(2024·吉林長春市高二開學(xué)考試)質(zhì)譜儀的簡化原理如圖所示。質(zhì)子在入口處從靜止開始被加速，再經(jīng)勻強(qiáng)磁場偏轉(zhuǎn)后從出口離開磁場，圖中虛線表示質(zhì)子在磁場中的偏轉(zhuǎn)軌跡。若保持加速電壓恒定，用該裝置加速某種一價正離子，為使它經(jīng)勻強(qiáng)磁場偏轉(zhuǎn)后仍從同一出口離開磁場，需將磁感應(yīng)強(qiáng)度增加到原來的4倍。下列說法正確的是( 　 )
A．質(zhì)子和離子在磁場中運(yùn)動的時間之比為1∶1
B．質(zhì)子和離子在磁場中運(yùn)動的時間之比為1∶4
C．質(zhì)子和離子的質(zhì)量之比為1∶4
D．質(zhì)子和離子的質(zhì)量之比為1∶16
答案：BD
解析：設(shè)粒子經(jīng)過加速后獲得的速度大小為v，根據(jù)動能定理有qU＝mv2，設(shè)粒子在磁場中運(yùn)動的半徑為r，根據(jù)牛頓第二定律有qvB＝m，聯(lián)立解得m＝，粒子在磁場中運(yùn)動的時間為t＝＝＝，由題意可知質(zhì)子和離子在磁場中運(yùn)動半徑相同，可知質(zhì)子和離子的質(zhì)量之比為1∶16；質(zhì)子和離子在磁場中運(yùn)動的時間之比為1∶4，故A、C錯誤，B、D正確。
10．(2024·江蘇南通高二期中)回旋加速器的工作原理如圖所示，置于真空中的D形金屬盒半徑為R，兩盒間狹縫的間距為d，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與盒面垂直，加在狹縫間的交變電壓的電壓值大小為U0，周期T＝，一質(zhì)量為m、電荷量為＋q的粒子從A處飄入狹縫，其初速度視為零，考慮粒子在狹縫中的運(yùn)動時間，假設(shè)粒子每次經(jīng)過狹縫均做加速運(yùn)動。
(1)求粒子離開加速器時的動能Ek；
(2)若粒子第1次進(jìn)入D1盒在其中的軌道半徑為r1，第3次進(jìn)入D1盒在其中的軌道半徑為r2，求r1∶r2；
(3)求粒子從飄入狹縫至動能達(dá)到Ek所需的總時間t。
答案：(1)　(2)1∶
(3)－
解析：(1)粒子運(yùn)動半徑為R時，洛倫茲力提供向心力qvB＝m
粒子加速后的動能為Ek＝mv，
聯(lián)立解得Ek＝。
(2)第1次進(jìn)入加速n1＝1次，第3次進(jìn)入加速n2＝5次，根據(jù)動能定理n′qU＝mv2，
洛倫茲力提供向心力qvB＝m，
聯(lián)立解得r1∶r2＝1∶。
(3)粒子在電場中的加速度為a＝，
粒子在電場中做勻加速運(yùn)動vm＝at1，
解得t1＝，
動能定理nqU＝Ek，
解得n＝。
粒子在磁場中的時間t2＝(n－1)，
則總時間為t＝t1＋t2，
解得t＝－。
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第一章　安培力與洛倫茲力
4．質(zhì)譜儀與回旋加速器
目標(biāo)體系構(gòu)建
1．了解質(zhì)譜儀和回旋加速器的工作原理。
2．能解決質(zhì)譜儀和回旋加速器的基本問題。
3．進(jìn)一步認(rèn)識電場和磁場對帶電粒子作用的特征，增強(qiáng)運(yùn)動與相互作用觀念。
1．物理觀念：了解質(zhì)譜儀與回旋加速器的工作原理。
2．科學(xué)思維：會用帶電粒子在電場中的加速和在勻強(qiáng)磁場中的勻速圓周運(yùn)動分析質(zhì)譜儀和回旋加速器的工作原理。
3．科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：通過了解質(zhì)譜儀和回旋加速器的原理，知道帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中知識在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中是有廣泛應(yīng)用的，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和研究物理的好奇心與求知欲，在緊密聯(lián)系實(shí)際中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
課前預(yù)習(xí)反饋
知識點(diǎn) 1
1．質(zhì)譜儀的組成
由粒子源容器、_______電場、_______磁場和底片組成。
2．工作原理
質(zhì)譜儀
加速
偏轉(zhuǎn)
qU
qvB
『判一判』
(1)質(zhì)譜儀是由湯姆孫設(shè)計的。(　　)
(2)利用質(zhì)譜儀可以測定帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素。(　　)
×
√
『選一選』
(2024·浙江省高二期中)如圖所示，有一混合正離子束先后通過正交電場磁場區(qū)域Ⅰ和勻強(qiáng)磁場區(qū)域Ⅱ，如果這束正離子束在區(qū)域Ⅰ中不偏轉(zhuǎn)，進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ后偏轉(zhuǎn)半徑又相同，則說明這些正離子具有相同的( 　 )
A．質(zhì)量 B．動能
C．比荷 D．電荷
答案：C
知識點(diǎn) 2
1．構(gòu)造圖
回旋加速器
2．工作原理
(1)電場的特點(diǎn)及作用
特點(diǎn)：兩個D形盒之間的窄縫區(qū)域存在_____________的電場。
作用：帶電粒子經(jīng)過該區(qū)域時被_______。
(2)磁場的特點(diǎn)及作用
特點(diǎn)：D形盒處于與盒面垂直的_______磁場中。
作用：帶電粒子在洛倫茲力作用下做___________運(yùn)動，從而改變運(yùn)動方向，_______ 周期后再次進(jìn)入電場。
周期性變化
加速
勻強(qiáng)
勻速圓周
半個
『判一判』
(3)回旋加速器的加速電壓越高，帶電粒子獲得的最終動能越大。(　　)
(4)當(dāng)交變電壓的周期等于帶電粒子在磁場中運(yùn)動的周期時，回旋加速器中的粒子才能被加速。(　　)
(5)回旋加速器能把粒子加速到光速。(　　)
(6)在回旋加速器中，粒子從電場中獲得能量。(　　)
(7)回旋加速器的加速電壓越小，加速次數(shù)越多。(　　)
×
√
×
√
√
『選一選』
(2024·北京市懷柔區(qū)第一中學(xué)高二開學(xué)考試)如圖所示，甲是回旋加速器，乙是磁流體發(fā)電機(jī)，丙是速度選擇器，丁是霍爾元件，其中丙的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、電場強(qiáng)度大小為E，下列說法正確的是( 　 )
A．甲圖要增大粒子的最大動能，可減小磁感應(yīng)強(qiáng)度
B．乙圖可判斷出A極板是發(fā)電機(jī)的正極
D．丁圖中若導(dǎo)體為金屬，穩(wěn)定時C板電勢低
答案：D
課內(nèi)互動探究
探究?
質(zhì)譜儀
要點(diǎn)提煉
質(zhì)譜儀的有關(guān)規(guī)律
1．用途：測量帶電粒子質(zhì)量和分析同位素。
2．原理圖
3．工作原理
由此可知，帶電粒子的比荷與偏轉(zhuǎn)距離x的平方成反比，凡是比荷不相等的粒子都被分開，并按比荷順序的大小排列，故稱之為“質(zhì)譜”。
典例剖析
1．(2024·浙江杭州市高二期中)質(zhì)譜儀原理如圖所示，a為粒子加速器，電壓為U1，b為速度選擇器，磁場與電場正交，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1，板間距離為d，c為偏轉(zhuǎn)分離器，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2。今有一質(zhì)量為m、電荷量為e的正粒子(不計重力)，經(jīng)加速后，該粒子恰能通過速度選擇器，粒子進(jìn)入分離器后做勻速圓周運(yùn)動。求：
(1)粒子的速度v為多少；
(2)速度選擇器的電壓U2為多少；
(3)粒子在B2磁場中做勻速圓周運(yùn)動的半徑R為多大。
(多選)質(zhì)譜儀是一種測定帶電粒子質(zhì)量和分析同位素的重要工具，它的構(gòu)造原理如圖所示，離子源S產(chǎn)生的各種不同正離子束(初速度可看為零)，經(jīng)加速電場加速后垂直進(jìn)入有界勻強(qiáng)磁場，到達(dá)記錄它的照相底片P上，設(shè)離子在P上的位置到入口處S1的距離為x，可以判斷( 　 )
對點(diǎn)訓(xùn)練
A．若離子束是同位素，則x越大，離子質(zhì)量越大
B．若離子束是同位素，則x越大，離子質(zhì)量越小
C．只要x相同，則離子質(zhì)量一定相同
D．只要x相同，則離子的比荷一定相同
答案：AD
探究?
回旋加速器
要點(diǎn)提煉
回旋加速器的理解
2．電場的作用：回旋加速器的兩個D形盒之間的狹縫區(qū)域存在周期性變化的且垂直于兩個D形盒正對截面的勻強(qiáng)電場，帶電粒子經(jīng)過該區(qū)域時被加速。根據(jù)動能定理：qU＝ΔEk。
3．交變電壓的作用：為保證粒子每次經(jīng)過狹縫時都被加速，使之能量不斷提高，需在狹縫兩側(cè)加上跟帶電粒子在D形盒中運(yùn)動周期相同的交變電壓。
典例剖析
2．回旋加速器D形盒中央為質(zhì)子流，D形盒的交變電壓為U，靜止質(zhì)子經(jīng)電壓U加速后，進(jìn)入D形盒，其最大軌道半徑為R，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，質(zhì)子質(zhì)量為m，電荷量為e。求：
(1)質(zhì)子最初進(jìn)入D形盒的動能為多大？
(2)質(zhì)子經(jīng)回旋加速器最后得到的動能為多大？
(3)交流電源的頻率是多少？
解析：(1)質(zhì)子在電場中加速，由動能定理得
eU＝Ek－0
解得Ek＝eU。
電源的周期與質(zhì)子做圓周運(yùn)動的周期相同，均為
(多選)回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻交流電極相連接的兩個D形金屬盒。兩盒間的狹縫中形成的周期性變化的電場，使粒子在通過狹縫時都能得到加速，兩D形金屬盒處于垂直于盒底面的勻強(qiáng)磁場中，如圖所示，要增大帶電粒子射出時的動能，下列說法中正確的是( 　 )
對點(diǎn)訓(xùn)練
A．減小狹縫間的距離
B．增大勻強(qiáng)電場間的加速電壓
C．增大磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度
D．增大D形金屬盒的半徑
答案：CD
課堂小結(jié)
核心素養(yǎng)提升
1．對回旋加速器高頻電源頻率的理解
2．回旋加速器問題的兩個誤區(qū)
(1)誤認(rèn)為交變電壓的周期隨粒子軌跡半徑的變化而變化。
實(shí)際上交變電壓的周期是不變的。
(2)誤認(rèn)為粒子的最終能量與加速電壓的大小有關(guān)。
實(shí)際上，粒子的最終能量由磁感應(yīng)強(qiáng)度B和D形盒的半徑R決定，與加速電壓的大小無關(guān)。
如圖甲所示是用來加速帶電粒子的回旋加速器的示意圖，其核心部分是兩個D形金屬盒，在加速帶電粒子時，兩金屬盒置于勻強(qiáng)磁場中，兩盒分別與高頻電源相連。帶電粒子在磁場中運(yùn)動的動能Ek隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示。忽略帶電粒子在電場中的加速時間，不計重力，則下列判斷中正確的是( 　 )
案例
A．在Ek－t圖像中應(yīng)有t4－t3B．加速電壓越大，粒子最后獲得的動能就越大
C．粒子加速次數(shù)越多，粒子最大動能一定越大
D．要想粒子獲得的最大動能增大，可增加D形盒的面積
答案：D
課堂達(dá)標(biāo)檢測
一、質(zhì)譜儀
1.(2024·山西太原高二期中)如圖的質(zhì)譜儀中，加速電場的電壓恒定。一質(zhì)子(質(zhì)量為m、電荷量為＋e)在入口處從靜止開始被電場加速，經(jīng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0的勻強(qiáng)磁場偏轉(zhuǎn)后從出口離開磁場。若氦核(質(zhì)量為4m、電荷量為＋2e)在入口處由靜止開始被電場加速，為使它經(jīng)勻強(qiáng)磁場偏轉(zhuǎn)后仍從出口離開磁場，需將磁感應(yīng)強(qiáng)度增加到( 　 )
C．4B0 D．8B0
答案：A
2．質(zhì)譜儀可用來分析同位素，也可以用來分析比質(zhì)子重很多倍的離子。現(xiàn)在用質(zhì)譜儀來分析比質(zhì)子重很多倍的離子，其示意圖如圖所示，其中加速電壓恒定。質(zhì)子在入口處從靜止開始被加速電場加速，經(jīng)勻強(qiáng)磁場偏轉(zhuǎn)后從出口P離開磁場。若某種一價正離子在入口處從靜止開始被同一加速電場加速，為使它經(jīng)勻強(qiáng)磁場偏轉(zhuǎn)后仍從P點(diǎn)離開磁場，需將磁感應(yīng)強(qiáng)度增加到原來的11倍。此離子和質(zhì)子的質(zhì)量之比為( 　 )
A．1　　 B．12　　
C．144　　 D．121
答案：D
所以離子和質(zhì)子的質(zhì)量比m離∶m質(zhì)＝121。
3．(多選)如圖是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖，帶電粒子被加速電場加速后，進(jìn)入速度選擇器，速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場的強(qiáng)度分別為B和E，平板S上有可讓粒子通過的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A1A2，平板S下方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場，下列表述正確的是( 　 )
A．質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具
B．速度選擇器中的磁場方向垂直紙面向外
答案：ABD
二、回旋加速器
A．加速氚核的交流電源的周期較大，氚核獲得的最大動能較大
B．加速氚核的交流電源的周期較小，氚核獲得的最大動能較大
C．加速氚核的交流電源的周期較大，氚核獲得的最大動能較小
D．加速氚核的交流電源的周期較小，氚核獲得的最大動能較小
答案：C
5．(多選)1930年勞倫斯制成了世界上第一臺回旋加速器，其原理如圖所示。這臺加速器由兩個銅質(zhì)D形盒D1、D2構(gòu)成，其間留有空隙，所加交變電壓極性變化時，電壓值不變。下列說法正確的是( 　 )
A．所加交變電壓的周期等于帶電粒子圓周運(yùn)動周期的一半
B．利用回旋加速器加速帶電粒子，要提高加速粒子的最終能量，應(yīng)盡可能增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B和D形盒的半徑R
C．回旋加速器的加速電壓越大，帶電粒子獲得的最大動能越大
D．粒子每次經(jīng)過D形盒狹縫時，電場力對粒子做功一樣多
答案： BD

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