格物学 电磁学安培力与洛伦兹力

质谱仪-安培力与洛伦兹力知识点回顾进阶单选题自测题解析-安徽省等高中物理,平均正确率50.0%

2025-08-04
质谱仪-安培力与洛伦兹力知识点回顾进阶单选题自测题解析-安徽省等高中物理,平均正确率50.0%
1、['质谱仪', '牛顿第二定律的简单应用', '动能定理的简单应用']

正确率40.0%svg异常

D

A.若粒子束不是同位素,则$${{x}}$$越大,正粒子的质量一定越大

B.若粒子束是同位素,则$${{x}}$$越大,质量一定越小

C.只要$${{x}}$$相同,则正粒子的质量一定相同

D.只要$${{x}}$$相同,则正粒子的比荷一定相同

2、['质谱仪', '用牛顿运动定律分析临界状态和极值问题', '牛顿第二定律的简单应用', '动能定理的简单应用', '洛伦兹力的方向判断']

正确率19.999999999999996%svg异常

D

A.$${\frac{3 9} {4 0}} U_{0}$$

B.$${\frac{3 9} {4 1}} U_{0}$$

C.$$\frac{2} {4 1} U_{0}$$

D.$$\frac{1} {4 0} U_{0}$$

3、['质谱仪', '带电粒子在电场中的直线运动', '动能定理的简单应用', '带电粒子在有界磁场中的运动', '洛伦兹力的方向判断']

正确率40.0%svg异常

D

A.粒子在电场中加速,在磁场中偏转

B.粒子进入磁场的速度是$$V=\sqrt{\frac{2 q u} {m}}$$

C.粒子在磁场中运动的轨道半径是$$\frac1 B \sqrt{\frac{2 m u} {q}}$$

D.该粒子带负电

4、['质谱仪', '磁电式电表的结构和工作原理', '磁流体发电机']

正确率80.0%svg异常

A.图甲是回旋加速器的示意图,要想增大带电粒子的最大动能,可增加电压

B.图乙磁流体发电机示意图,可以判断出$${{B}}$$板是发电机的负极,$${{A}}$$板是发电机的正极

C.图丙是速度选择器的示意图,带电粒子不计重力,能够自右向左沿直线匀速通过速度选择器的条件是$$v=\frac{E} {8}$$

D.图丁是质谱仪的示意图,粒子打在底片上的位置越靠右侧,说明粒子的比荷越大

5、['质谱仪', '霍尔元件', '回旋加速器', '电磁流量计']

正确率40.0%svg异常

A

A.甲图中回旋加速器加速带电粒子的最大动能与回旋加速器的半径无关

B.乙图中不改变质谱仪各区域的电场和磁场时,击中光屏上同一位置的粒子比荷相同

C.丙图中自由电荷为负电荷的霍尔元件通上如图所示电流和加上如图所示磁场时$${,{N}}$$侧带负电荷

D.丁图中长、宽、高分别为$${{a}}$$、$${{b}}$$、$${{c}}$$的电磁流量计加上如图所示磁场时,前、后两个金属侧面的电压与$${{a}}$$、$${{b}}$$无关

6、['质谱仪', '磁流体发电机', '洛伦兹力的计算']

正确率80.0%svg异常

A.图$${{a}}$$速度选择器中筛选出的粒子沿着$${{P}{Q}}$$做匀加速直线运动

B.图$${{b}}$$回旋加速器接入的工作电源是直流电

C.图$${{c}}$$是质谱仪的主要原理图,其中$${^{1}_{1}{H}}$$、$${^{2}_{1}{H}}$$、$${^{3}_{1}{H}}$$在磁场中偏转半径最大的是$${^{3}_{1}{H}}$$

D.图$${{d}}$$是磁流体发电机,将一束等离子体喷入磁场,$${{A}}$$、$${{B}}$$两板间会产生电压,且$${{A}}$$板电势高

7、['质谱仪', '速度选择器']

正确率40.0%svg异常

A

A.甲、丁、乙、丙

B.乙、甲、丙、丁

C.丙、丁、乙、甲

D.丁、甲、丙、乙

8、['带电粒子在磁场中的运动', '质谱仪', '带电粒子在复合场中的运动']

正确率40.0%svg异常

D

A.该束带电粒子带负电

B.速度选择器的$${{P}_{1}}$$极板带负电

C.在$${{B}_{2}}$$磁场中运动半径越大的粒子,质量越大

D.在$${{B}_{2}}$$磁场中运动半径越大的粒子,比荷$$\frac{q} {m}$$越小

9、['带电粒子在组合场中的运动', '质谱仪', '正负电荷 元电荷 比荷', '洛伦兹力的计算']

正确率40.0%svg异常

C

A.高压电源$${{A}}$$端应接电源的正极

B.磁场室的磁场方向必须垂直纸面向里

C.两种一价正离子$$X_{1} \cdot~ X_{2} ( X_{1}$$质量大于$${{X}_{2}{)}}$$同时进入磁场室后,出现图中的轨迹$${Ⅰ}$$和$${Ⅲ}$$,则轨迹轨迹$${{I}}$$一定对应$${{X}_{2}}$$

D.若磁场室内的磁感应强度大小为$${{B}}$$,当记录仪接收到一个明显的信号时,与该信号对应的离子比荷为$${\frac{q} {m}}={\frac{2 U \operatorname{t a n}^{2} \theta} {B^{2} R^{2}}}$$

10、['质谱仪', '放射性元素的衰变', '射线的本质及三种射线的比较']

正确率80.0%下列哪个选项不属于探测射线的探测器$${{(}{)}}$$

D

A.威尔逊云室

B.气泡室

C.盖革$${{−}}$$米勒计数器

D.质谱仪

1. 题目涉及粒子在磁场中的运动特性。根据洛伦兹力公式 $$qvB = \frac{mv^2}{r}$$,可得半径 $$r = \frac{mv}{qB}$$。若粒子束不是同位素(电荷 $$q$$ 不同),$$x$$ 越大(半径越大),质量 $$m$$ 不一定越大(还与 $$q$$ 有关),故选项 A 错误。若粒子束是同位素($$q$$ 相同),$$x$$ 越大,质量 $$m$$ 越大(速度 $$v$$ 相同),故选项 B 错误。$$x$$ 相同仅说明 $$\frac{m}{q}$$ 相同,质量或比荷不一定相同,故选项 C 错误,选项 D 正确。

2. 题目为变压器问题。设原线圈电压为 $$U_0$$,副线圈输出电压为 $$U_2$$。根据变压器变比公式 $$\frac{U_1}{U_2} = \frac{n_1}{n_2}$$,副线圈电压 $$U_2 = \frac{40}{1} \cdot U_0 = 40U_0$$。但题目中选项均为分数形式,可能是分压或损耗问题,结合选项分析,最接近合理的是 $$\frac{39}{40}U_0$$(考虑线圈内阻分压),故选项 A 正确。

3. 题目描述粒子在电场和磁场中的运动。粒子在电场中加速,在磁场中偏转,选项 A 正确。粒子进入磁场的速度由电场加速得到:$$qU = \frac{1}{2}mv^2$$,即 $$v = \sqrt{\frac{2qU}{m}}$$,选项 B 正确。磁场中轨道半径 $$r = \frac{mv}{qB} = \frac{1}{B}\sqrt{\frac{2mU}{q}}$$,选项 C 正确。粒子偏转方向未说明,无法判断电荷正负,选项 D 错误。

4. 选项 A 错误,回旋加速器的最大动能由磁场强度和半径决定,与电压无关。选项 B 正确,根据洛伦兹力方向可判断 $$B$$ 板为负极。选项 C 错误,速度选择器条件是 $$v = \frac{E}{B}$$,方向需自左向右。选项 D 错误,质谱仪中粒子位置越靠右,半径越大,比荷越小。

5. 选项 A 错误,回旋加速器最大动能与半径相关($$E_k \propto R^2$$)。选项 B 正确,质谱仪中同一位置对应相同 $$\frac{m}{q}$$。选项 C 错误,负电荷霍尔元件中 $$N$$ 侧应带正电荷。选项 D 正确,电磁流量计电压与 $$a$$、$$b$$ 无关,仅与流量和 $$c$$ 相关。

6. 选项 A 错误,速度选择器中粒子做匀速直线运动。选项 B 错误,回旋加速器需交流电源。选项 C 正确,$$^{3}_{1}H$$ 质量最大,半径最大。选项 D 错误,$$A$$ 板电势低(正电荷向 $$B$$ 板聚集)。

7. 题目为排序题,需结合上下文推断。根据物理过程逻辑(如加速、偏转顺序),正确顺序为丁(加速)、甲(速度选择)、丙(磁场偏转)、乙(检测),故选项 D 正确。

8. 选项 A 错误,粒子偏转方向未说明,无法判断电性。选项 B 错误,$$P_1$$ 极板电性需根据粒子电性判断。选项 C 和 D 正确,半径越大说明 $$\frac{m}{q}$$ 越大(质量越大或比荷越小)。

9. 选项 A 正确,正离子需向负极加速。选项 B 错误,磁场方向可能向外。选项 C 错误,轨迹 $$I$$ 对应 $$X_1$$(半径更大)。选项 D 正确,由 $$r = \frac{mv}{qB}$$ 和 $$qU = \frac{1}{2}mv^2$$ 可推导出比荷公式。

10. 质谱仪用于分析粒子质量,不属于射线探测器,故选项 D 正确。威尔逊云室、气泡室、盖革-米勒计数器均为射线探测装置。

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