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如圖所示為測定帶電粒子比荷（

）的裝置，粒子以一定的初速度進入并沿直線通過速度選擇器，速度選擇器內有相互正交的勻強磁場和勻強電場，磁感應強度和電場強度速度選分別為B和E。然后粒子通過平板S上的狹縫P，進入另一勻強磁場，最終打在能記錄粒子位置的膠片A_lA₂上。下列表述正確的是（）

A．速度選擇器中的磁場方向垂直紙面向里

B．能通過狹縫P的帶電粒子的速率等于

C．粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子的比荷越小

D．粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子的比荷越大

略

練習冊系列答案

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（10分）回旋加速器是用來加速帶電粒子的裝置，圖中為回旋加速器的示意圖。D₁、D₂是兩個中空的鋁制半圓形金屬扁盒，在兩個D形盒正中間開有一條狹縫，兩個D形盒接在高頻交流電源上。在D₁盒中心A處有粒子源，產生的帶正電粒子在兩盒之間被電場加速后進入D₂盒中。兩個D形盒處于與盒面垂直的勻強磁場中，帶電粒子在磁場力的作用下做勻速圓周運動，經過半個圓周后，再次到達兩盒間的狹縫，控制交流電源電壓的周期，保證帶電粒子經過狹縫時再次被加速。如此，粒子在做圓周運動的過程中一次一次地經過狹縫，一次一次地被加速，速度越來越大，運動半徑也越來越大，最后到達D形盒的邊緣，沿切線方向以最大速度被導出。已知帶電粒子的電荷量為q，質量為m，加速時狹縫間電壓大小恒為U，磁場的磁感應強度為B，D形盒的半徑為R，狹縫之間的距離為d。設從粒子源產生的帶電粒子的初速度為零，不計粒子受到的重力，求：

（1）帶電粒子能被加速的最大動能E_k；
（2）帶電粒子在D₂盒中第n個半圓的半徑；
（3）若帶電粒子束從回旋加速器輸出時形成的等效電流為I，求從回旋加速器輸出的帶電粒子的平均功率

。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

質譜儀是一種測定帶電粒子質量和分析同位素的重要工具，它的構造原理如圖所示，離子源S產生的各種不同正離子束(初速度可看作為零)，經加速電場加速后垂直進入有界勻強磁場，到達記錄它的照相底片P上，設離子在P上的位置到入口處S₁的距離為x，可以判斷（）

A．若離子束是同位素，則x越大，離子質量越小

B．若離子束是同位素，則x越大，離子質量越大

C．只要x相同，則離子的荷質比一定相同

D．只要x相同，則離子質量一定相同

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

環型對撞機是研究高能粒子的重要裝置，其核心部件是一個高真空的圓環狀空腔。若帶電粒子初速度為零，經電壓為U的電場加速后，沿圓環切線方向注入對撞機的環狀空腔內，腔內存在著與圓環平面垂直的勻強磁場，磁感應強度大小為B。帶電粒子將被局限在圓環狀腔內運動。要維持帶電粒子在圓環內做半徑確定的圓周運動，下列說法正確的是

A．對于給定的加速電壓，帶電粒子的比荷q/m越大，磁感應強度B越大

B．對于給定的加速電壓，帶電粒子的比荷q/m越大，磁感應強度B越小

C．對于給定的帶電粒子，不管加速電壓U多大，粒子運動的周期都不變

D．對于給定的帶電粒子，加速電壓U越大，粒子運動的周期越小

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

回旋加速器的工作原理如圖所示,置于高真空中的D形金屬盒，半徑為R,兩盒間的狹縫很小,帶電粒子穿過的時間可以忽略不計。磁感應強度為B的勻強磁場與盒面垂直。現用回旋加速器加速質子，為了使質子獲得的動能增大為原來的4倍，可以（）

A．將D型金屬盒的半徑增大為原來的2倍

B．將磁場的磁感應強度增大為原來的4倍

C．將加速電場的電壓增大為原來的4倍

D．將加速電場的頻率增大為原來的4倍

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

用回旋加速器加速質子，為了使質子獲得的動能增大為原來的4倍，可以（）

A．將D型金屬盒的半徑增大為原來的2倍

B．將磁場的磁感應強度增大為原來的4倍

C．將加速電場的電壓增大為原來的4倍

D．將加速電場的頻率增大為原來的4倍

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示豎直平面內，存在范圍足夠大的勻強磁場和勻強電場中，磁場的磁感應強度為B，方向垂直紙面向外，電場強度大小為E，電場方向豎直向下，另有一個質量為m帶電量為q（q>0）的小球，設B、E、q、m、θ和g（考慮重力）為已知量。

（1）若小球射入此復合場恰做勻速直線運動，求速度v₁大小和方向。
（2）若直角坐標系第一象限固定放置一個光滑的絕緣斜面，其傾角為θ，設斜面足夠長，從斜面的最高點A由靜止釋放小球，求小球滑離斜面時的速度v大小以及在斜面上運動的時間

（3）在（2）基礎上，重新調整小球釋放位置，使小球到達斜面底端O恰好對斜面的壓力為零，小球離開斜面后的運動是比較復雜的擺線運動，可以看作一個勻速直線運動和一個勻速圓周運動的疊加，求小球離開斜面后運動過程中速度的最大值

及所在位置的坐標。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（18分）如圖所示，相距3L的AB、CD兩直線間的區域存在著兩個大小不同、方向相反的有界勻強電場，其中PT上方的電場I的場強方向豎直向下，PT下方的電場II的場強方向豎直向上，電場I的場強大小是電場Ⅱ的場強大小的兩倍，在電場左邊界AB上有點Q，PQ間距離為L。從某時刻起由Q以初速度v₀沿水平方向垂直射入勻強電場的帶電粒子，電量為＋q、質量為m。通過PT上的某點R進入勻強電場I后從CD邊上的M點水平射出，其軌跡如圖，若PR兩點的距離為2L。不計粒子的重力。試求：
（1）勻強電場I的電場強度E的大小和MT之間的距離；
（2）有一邊長為a、由光滑彈性絕緣壁圍成的正三角形容器，在其邊界正中央開有一小孔S，將其置于CD右側且緊挨CD邊界，若從Q點射入的粒子經AB、CD間的電場從S孔水平射入容器中。欲使粒子在容器中與器壁多次垂直碰撞后仍能從S孔射出（粒子與絕緣壁碰撞時無機械能和電量損失），并返回Q點，需在容器中現加上一個如圖所示的勻強磁場，粒子運動的半徑小于