一、单选题1．(2016·全国卷Ⅰ)现代质谱仪可用来分析比质子重很多的离子,其示意图如图所示,其中加速电压恒定.质子在入口处从静止开始被加速电场加速,经匀强磁场偏转后从出口离开磁场.若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速,为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场,需将磁感应强度增加到原来的12倍.此离子和质子的质量比约为()A.11B.12C.121D.144【答案】D【解析】离子在电场中加速时,有qU=12mv2;离子在磁场中做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律有qvB=mv2R;联立以上两式得m=qB2R22U.由题意知,正离子的电量与质子的相等,加速电压U相同,在磁场中运动的轨道半径R相同,所以m∝B2,当磁感应强度增加到原来的12倍时,离子的质量是质子质量的144倍,故D正确.故选D。2．(2019·吉林实验中学模拟)利用质谱仪可以分析同位素,如图所示,电荷量均为q的同位素碘131和碘127质量分别为m1和m2,从容器A下方的小孔S1进入电势差为U的电场,初速度忽略不计,经电场加速后从S2射出,垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中,最后打到照相底片D上.则照相底片上碘131和碘127与S2之间的距离之比为()第一章安培力与洛伦兹力第4课时质谱仪与回旋加速器A.m1m2B.m2m1C.√m1m2D.√m2m1【答案】D【解析】粒子在电场中加速时,有:qU=12mv2;设粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径为R,则有:Bqv=mv2R;联立以上两式解得:R=1B√2mUq,所以它们的距离之比为√m1m2,故C正确.故选D。3．(2019·辽宁葫芦岛调研)在高能物理研究中,回旋加速器起着重要作用,其工作原理如图所示.D1和D2是两个中空、半径固定的半圆金属盒,它们之间有一定的电势差,两个半圆盒处于与盒面垂直的匀强磁场中;中央O处的粒子源产生的α粒子,在两盒之间被电场加速,α粒子进入磁场后做匀速圆周运动.忽略α粒子在电场中的加速时间,不考虑相对论效应,下列说法正确的是()A.α粒子在磁场中运动的周期越来越大B.α粒子运动半个圆周之后,电场的方向不必改变C.磁感应强度越大,α粒子离开加速器时的动能就越大D.两盒间电势差越大,α粒子离开加速器时的动能就越大【答案】C【解析】α粒子在磁场中运动的周期T=2πmqB,与速度的大小无关,所以α粒子运动的周期不变,故A错误;α粒子运动半个圆周之后,原电场的方向与运动方向相反,为了加速粒子,电场的方向必须改变,故B错误;由qvB=mv2R得:v=qBRm,粒子的最大动能为:Ekm=12mv2=q2B2R22m,故磁场越强,α粒子离开加速器时的动能就越大,与加速电压的大小无关,故C正确,D错误.故选C。4．(2019...
