2024—2025高中物理选择性必修2一轮复习分层作业(五)

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A级 必备知识基础练
1．关于下列四幅课本上的插图的说法正确的是( )
A．图甲是速度选择器示意图，由图可以判断出带电粒子的电性
B．图乙是磁流体发电机结构示意图，由图可以判断出A极板是发电机的正极
C．图丙是质谱仪结构示意图，打在底片上的位置越靠近狭缝说明粒子的比荷越大
D．图丁是回旋加速器示意图，要使粒子飞出加速器时的动能增大，可仅增加电压U
2.
如图所示，质量、速度和电荷量均不完全相同的正离子从垂直于匀强磁场和匀强电场的方向飞入，匀强磁场和匀强电场的方向相互垂直．离子离开该区域时，发现有些离子保持原来的速度方向并没有发生偏转．如果再让这些离子进入另一匀强磁场中，发现离子束再分裂成几束．这种分裂的原因是离子束中的离子一定有不同的( )
A．质量 B．电量 C．速度 D．比荷
3.
(多选)回旋加速器由两个铜质D形盒构成，盒间留有缝隙，加高频电源，中间形成交变的电场，D形盒装在真空容器里，整个装置放在与盒面垂直的匀强磁场B中，若用回旋加速器加速质子，不考虑相对论效应，下列说法正确的是( )
A．质子动能增大是由于洛伦兹力做功
B．质子动能增大是由于电场力做功
C．质子速度增大，在D形盒内运动的周期变大
D．质子速度增大，在D形盒内运动的周期不变
4.
1922年，英国科学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖．质谱仪的两大重要组成部分是加速电场和偏转磁场．如图所示为质谱仪的原理图，设想有一个静止的带电粒子P(不计重力)，经电压为U的加速电场加速后，垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到底片上的D点．设OD＝x，则在下列图中能正确反映x2与U之间函数关系的是( )
5.
[2022·江苏南通高二上检测]速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪后分成甲、乙两束，其运动轨迹如图所示，其中S0A＝ eq \f(2,3) S0C，则下列相关说法中正确的是( )
A．甲束粒子带正电，乙束粒子带负电
B．甲束粒子的比荷小于乙束粒子的比荷
C．能通过狭缝S0的带电粒子的速率等于 eq \f(E,B2)
D．若甲、乙两束粒子的电荷量相等，则甲、乙两束粒子的质量比为2∶3
6．回旋加速器的工作原理如图甲所示，置于真空中的D形金属盒半径为R.两盒间狭缝的间距为d，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直．被加速粒子的质量为m、电荷量为＋q，加在狭缝间的交变电压如图乙所示，电压值的大小为U0，周期T＝ eq \f(2πm,qB) .一束该粒子在t＝0～ eq \f(T,2) 时间内从A处均匀地飘入狭缝，其初速度视为零．现考虑粒子在狭缝中的运动时间，假设能够出射的粒子每次经过狭缝均做加速运动，不考虑粒子间的相互作用．求：
(1)出射粒子的动能Ek；
(2)粒子从飘入狭缝至动能达到Ek所需的总时间t0.
B级 关键能力提升练
7.回旋加速器的结构示意图如图甲所示，其核心部分是两个D形金属盒，在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连．带电粒子在磁场中运动的动能Ek随时间t的变化规律如图乙所示．忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断正确的是( )
A.在Ek ­ t图像中应有t4－t3B．加速电压越大，粒子最后获得的动能就越大
C.粒子加速次数越多，粒子最大动能一定越大
D．要想粒子获得的最大动能增大，可增加D形盒的面积
8.
(多选)如图为回旋加速器示意图，D形金属盒置于真空中，匀强磁场与盒面垂直，带电粒子穿过狭缝的时间可以忽略，不考虑相对论效应和重力作用，则( )
A．该装置的电场和磁场都能增加粒子的动能
B．交变电压U越大，粒子离开回旋加速器的动能也越大
C．交变电压U越大，粒子在回旋加速器的运动时间就越短
D．随轨道半径r的增大，同一半盒中相邻轨道的半径之差Δr将逐渐减小
9.
[2022·江苏南通质检](多选)如图为一种质谱仪结构示意图．由加速电场、静电分析器和磁分析器组成．若静电分析器通道中心线的半径为R，通道内的均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为E，磁分析器内有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外．一质量为m、电荷量为q的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器，由P点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的Q点，不计粒子重力，下列说法正确的是( )
A．极板M比极板N电势高
B．加速电场的电压U＝ eq \f(1,2) ER
C．粒子在磁分析器中做圆周运动的轨迹直径|PQ|＝2B eq \r(\f(mER,q))
D．若一群粒子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，则该群粒子具有相同的比荷