正确率19.999999999999996%svg异常
D
A.粒子每加速一次速度的增量相同
B.粒子可以一直不断地被加速下去
C.电压$${{U}}$$越大,粒子获得的最大动能越大
D.粒子被加速$${{n}}$$次后,匀强磁场的磁感应强度大小应为$$\frac1 R \sqrt{\frac{2 n m U} {q}}$$
2、['带电粒子在组合场中的运动', '向心力', '速度选择器', '洛伦兹力的计算']正确率40.0%svg异常
D
A.离子的速度之比$$v_{A} : v_{B}=1 : 2$$
B.离子的电荷量之比$$q_{A} : q_{B}=1 : 2$$
C.离子的质量之比$$m_{A} : m_{B}=1 : 2$$
D.离子的荷质比之比$$\frac{q_{A}} {m_{A}} : \frac{q_{B}} {m_{B}}=2 : 1$$
3、['带电粒子在组合场中的运动']正确率19.999999999999996%svg异常
A
A.$${\frac{4} {3}} v_{0}$$
B.$${\frac{2} {3}} v_{0}$$
C.$${{v}_{0}}$$
D.$${{2}{{v}_{0}}}$$
4、['带电粒子在组合场中的运动']正确率40.0%svg异常
C
A.只减小磁感应强度$${{B}}$$的大小,则$${{x}}$$减小
B.只增大初速度$${{v}_{0}}$$的大小,则$${{x}}$$减小
C.只减小偏转电场的电压$${{U}}$$的大小,则$${{x}}$$不变
D.只减小带电粒子的比荷$$\frac{q} {m}$$大小,则$${{x}}$$不变
5、['带电粒子在组合场中的运动', '质谱仪']正确率40.0%svg异常
C
A.$${{P}{、}{Q}}$$间加速电压为$${\frac{1} {2}} E R$$
B.离子在磁场中运动的半径为$$\frac1 B \sqrt{\frac{m E R} {q}}$$
C.若一质量为$${{4}{m}{、}}$$电荷量为$${{q}}$$的正离子加速后进入静电分析器,离子不能从$${{S}}$$射出
D.若一群离子经过上述过程打在胶片上同一点则这些离子具有相同的比荷
6、['带电粒子在组合场中的运动', '带电粒子在电场中的曲线运动', '带电粒子在有界磁场中的运动']正确率40.0%svg异常
A
A.$${{t}_{A}}$$一定小于$${{t}_{B}{,}{{d}_{A}}}$$一定等于$${{d}_{B}}$$
B.$${{t}_{A}}$$一定小于$${{t}_{B}{,}{{d}_{A}}}$$可能小于$${{d}_{B}}$$
C.$${{t}_{A}}$$可能等于$${{t}_{B}{,}{{d}_{A}}}$$一定等于$${{d}_{B}}$$
D.$${{t}_{A}}$$可能等于$${{t}_{B}{,}{{d}_{A}}}$$可能小于$${{d}_{B}}$$
7、['带电粒子在组合场中的运动', '带电粒子在电场中的曲线运动']正确率40.0%svg异常
B
A.粒子的速度大小为$$\sqrt{\frac{m R} {k Q q}}$$
B.磁场的磁感应强度大小为$$\sqrt{\frac{k Q m} {q R^{3}}}$$
C.粒子的周期为$$2 \pi\sqrt{\frac{m R} {k Q q}}$$
D.轨迹上的电场强度与磁感应强度大小之比为$$\sqrt{\frac{m R} {k Q q}}$$
8、['带电粒子在组合场中的运动', '带电粒子在电场中的曲线运动', '带电粒子在有界磁场中的运动']正确率40.0%svg异常
D
A.粒子带负电
B.电场中$${{B}}$$点电势高于$${{C}}$$点电势
C.粒子从$${{B}}$$点射出时速度方向与$${{D}{A}}$$边平行
D.粒子在磁场$${、}$$电场中运动的时间之比为$${{π}{:}{2}}$$
正确率80.0%svg异常
B
A.$$\frac{2 \pi m} {q B_{1}}$$
B.$$\frac{2 \pi m} {q B_{2}}$$
C.$$\frac{2 \pi m} {q ( B_{1}+B_{2} )}$$
D.$$\frac{\pi m} {q ( B_{1}+B_{2} )}$$
10、['带电粒子在组合场中的运动', '回旋加速器']正确率80.0%svg异常
A
A.离子由加速器的中心附近进入加速器
B.离子由加速器的边缘进入加速器
C.离子从磁场中获得能量
D.磁场越弱,离子从电场中获得能量越强
1. 题目描述的是回旋加速器的工作原理。选项分析如下:
A. 粒子每经过一次电场加速,动能增加 $$qU$$,但速度增量 $$\Delta v$$ 会随着速度增大而减小(因为 $$v = \sqrt{\frac{2E_k}{m}}$$),因此该选项错误。
B. 粒子无法一直被加速,因为相对论效应会导致质量增加,从而偏离回旋频率,选项错误。
C. 最大动能由磁场的半径 $$R$$ 决定($$E_{k,\text{max}} = \frac{q^2 B^2 R^2}{2m}$$),与电压 $$U$$ 无关,选项错误。
D. 经过 $$n$$ 次加速后,动能 $$E_k = nqU$$,由圆周运动公式 $$qvB = \frac{mv^2}{R}$$ 可得 $$B = \frac{1}{R}\sqrt{\frac{2nmU}{q}}$$,选项正确。
2. 题目考查质谱仪中离子的运动。根据动能定理和洛伦兹力平衡条件:
离子速度 $$v = \sqrt{\frac{2qU}{m}}$$,半径 $$R = \frac{mv}{qB}$$。由题目条件 $$R_A : R_B = 1:2$$,代入可得:
A. $$v_A : v_B = \sqrt{\frac{q_A/m_A}{q_B/m_B}}$$,无法直接推出 $$1:2$$,错误。
B. 由 $$R \propto \frac{m}{q}$$,若 $$q_A : q_B = 1:2$$,则 $$m_A : m_B = 1:2$$,但题目未限定质量关系,错误。
C. 同理,质量比无法单独确定,错误。
D. 由 $$R \propto \frac{1}{\sqrt{q/m}}$$,可得 $$\frac{q_A/m_A}{q_B/m_B} = 4:1$$,即 $$2:1$$ 反比,选项正确。
3. 考查动量守恒和弹性碰撞。设两球质量均为 $$m$$,碰撞后速度分别为 $$v_1$$ 和 $$v_2$$:
动量守恒:$$mv_0 = mv_1 + mv_2$$。
动能守恒:$$\frac{1}{2}mv_0^2 = \frac{1}{2}mv_1^2 + \frac{1}{2}mv_2^2$$。
解得 $$v_1 = 0$$,$$v_2 = v_0$$(直接交换速度),或 $$v_1 = \frac{2}{3}v_0$$,$$v_2 = \frac{4}{3}v_0$$(斜碰情况)。题目未明确碰撞角度,但选项中只有 $$\frac{2}{3}v_0$$ 可能为反弹速度,故选 B。
4. 考查带电粒子在复合场中的运动。粒子在磁场中做匀速圆周运动,在电场中做类平抛运动:
A. 减小 $$B$$ 会增大圆周半径 $$R = \frac{mv}{qB}$$,导致粒子更晚进入电场,水平位移 $$x$$ 增大,错误。
B. 增大 $$v_0$$ 会直接增大 $$x$$,错误。
C. 偏转电场电压 $$U$$ 影响竖直偏转,但不影响水平匀速运动时间,$$x$$ 不变,正确。
D. 比荷 $$\frac{q}{m}$$ 减小会增大圆周运动时间,但电场中偏转时间不变,$$x$$ 可能变化,错误。
5. 考查静电分析器和质谱仪联合装置:
A. 静电分析器中 $$qE = \frac{mv^2}{R}$$,加速电压 $$U$$ 满足 $$qU = \frac{1}{2}mv^2$$,联立得 $$U = \frac{1}{2}ER$$,正确。
B. 磁场中半径 $$r = \frac{mv}{qB} = \frac{1}{B}\sqrt{\frac{mER}{q}}$$,正确。
C. 质量变为 $$4m$$ 时,仍需满足 $$qE = \frac{4mv^2}{R}$$,若速度调整仍可从 $$S$$ 射出,错误。
D. 打在同一点的离子需满足 $$\frac{q}{m}$$ 相同,正确。
6. 考查带电粒子在磁场中的运动时间与路径:
时间 $$t = \frac{\theta m}{qB}$$,路径 $$d = 2r\sin\theta$$。若 $$t_A < t_B$$,则 $$\theta_A < \theta_B$$,但 $$d_A$$ 可能等于 $$d_B$$(对称性),故 A 正确,B 错误;若 $$t_A = t_B$$,则 $$\theta_A = \theta_B$$,$$d_A = d_B$$,C 正确,D 错误。
7. 考查电场与磁场复合场中的圆周运动:
电场力提供向心力:$$\frac{kQq}{R^2} = \frac{mv^2}{R}$$,解得速度 $$v = \sqrt{\frac{kQq}{mR}}$$,A 错误。
磁场力平衡:$$qvB = \frac{mv^2}{R}$$,解得 $$B = \sqrt{\frac{kQm}{qR^3}}$$,B 正确。
周期 $$T = \frac{2\pi R}{v} = 2\pi\sqrt{\frac{mR}{kQq}}$$,C 正确。
电场强度 $$E = \frac{kQ}{R^2}$$,与 $$B$$ 的比值为 $$\frac{E}{B} = \sqrt{\frac{kQq}{mR}}$$,D 错误。
8. 考查粒子在电场和磁场中的偏转:
A. 粒子在磁场中向右偏转,由左手定则可知带正电,错误。
B. 粒子在电场中向 $$B$$ 点偏转,说明 $$B$$ 点电势高,正确。
C. 粒子从 $$B$$ 点射出时,电场偏转为类平抛运动末速度方向与 $$DA$$ 平行,正确。
D. 磁场中运动时间 $$t_1 = \frac{\pi m}{qB}$$,电场中 $$t_2 = \frac{R}{v}$$,比值为 $$\pi : 2$$,正确。
9. 考查交替磁场中的运动时间:
粒子在 $$B_1$$ 和 $$B_2$$ 中交替运动半周期,总周期为 $$T = \frac{\pi m}{qB_1} + \frac{\pi m}{qB_2} = \frac{\pi m}{q}\left(\frac{1}{B_1} + \frac{1}{B_2}\right)$$,但选项无匹配。若理解为一次完整周期包含两个半周期,则 $$T = \frac{2\pi m}{q(B_1 + B_2)}$$(近似),最接近 C。
10. 考查回旋加速器的工作原理:
A. 离子从中心附近进入以保证同步加速,正确。
B. 边缘进入会破坏共振条件,错误。
C. 能量来自电场而非磁场,错误。
D. 磁场强度与能量获取无关,错误。