2025高中物理《課時作業(yè)》人教版選擇性必修第2冊分層作業(yè)(五)

2025高中物理《課時作業(yè)》人教版選擇性必修第2冊分層作業(yè)(五)分層作業(yè)(五)質譜儀與回旋加速器A級必備知識基礎練1．關于下列四幅課本上的插圖的說法正確的是()A．圖甲是速度選擇器示意圖，由圖可以判斷出帶電粒子的電性B．圖乙是磁流體發(fā)電機結構示意圖，由圖可以判斷出A極板是發(fā)電機的正極C．圖丙是質譜儀結構示意圖，打在底片上的位置越靠近狹縫說明粒子的比荷越大D．圖丁是回旋加速器示意圖，要使粒子飛出加速器時的動能增大，可僅增加電壓U2.如圖所示，質量、速度和電荷量均不完全相同的正離子從垂直于勻強磁場和勻強電場的方向飛入，勻強磁場和勻強電場的方向相互垂直．離子離開該區(qū)域時，發(fā)現有些離子保持原來的速度方向并沒有發(fā)生偏轉．如果再讓這些離子進入另一勻強磁場中，發(fā)現離子束再分裂成幾束．這種分裂的原因是離子束中的離子一定有不同的()A．質量B．電量C．速度D．比荷3.(多選)回旋加速器由兩個銅質D形盒構成，盒間留有縫隙，加高頻電源，中間形成交變的電場，D形盒裝在真空容器里，整個裝置放在與盒面垂直的勻強磁場B中，若用回旋加速器加速質子，不考慮相對論效應，下列說法正確的是()A．質子動能增大是由于洛倫茲力做功B．質子動能增大是由于電場力做功C．質子速度增大，在D形盒內運動的周期變大D．質子速度增大，在D形盒內運動的周期不變4.1922年，英國科學家阿斯頓因質譜儀的發(fā)明、同位素和質譜的研究榮獲了諾貝爾化學獎．質譜儀的兩大重要組成部分是加速電場和偏轉磁場．如圖所示為質譜儀的原理圖，設想有一個靜止的帶電粒子P(不計重力)，經電壓為U的加速電場加速后，垂直進入磁感應強度為B的勻強磁場中，最后打到底片上的D點．設OD＝x，則在下列圖中能正確反映x2與U之間函數關系的是()5.[2022·江蘇南通高二上檢測]速度相同的一束粒子由左端射入質譜儀后分成甲、乙兩束，其運動軌跡如圖所示，其中S0A＝eq\f(2,3)S0C，則下列相關說法中正確的是()A．甲束粒子帶正電，乙束粒子帶負電B．甲束粒子的比荷小于乙束粒子的比荷C．能通過狹縫S0的帶電粒子的速率等于eq\f(E,B2)D．若甲、乙兩束粒子的電荷量相等，則甲、乙兩束粒子的質量比為2∶36．回旋加速器的工作原理如圖甲所示，置于真空中的D形金屬盒半徑為R.兩盒間狹縫的間距為d，磁感應強度為B的勻強磁場與盒面垂直．被加速粒子的質量為m、電荷量為＋q，加在狹縫間的交變電壓如圖乙所示，電壓值的大小為U0，周期T＝eq\f(2πm,qB).一束該粒子在t＝0～eq\f(T,2)時間內從A處均勻地飄入狹縫，其初速度視為零．現考慮粒子在狹縫中的運動時間，假設能夠出射的粒子每次經過狹縫均做加速運動，不考慮粒子間的相互作用．求：(1)出射粒子的動能Ek；(2)粒子從飄入狹縫至動能達到Ek所需的總時間t0.B級關鍵能力提升練7.回旋加速器的結構示意圖如圖甲所示，其核心部分是兩個D形金屬盒，在加速帶電粒子時，兩金屬盒置于勻強磁場中，兩盒分別與高頻電源相連．帶電粒子在磁場中運動的動能Ek隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示．忽略帶電粒子在電場中的加速時間，則下列判斷正確的是()A.在Ek-t圖像中應有t4－t3<t3－t2<t2－t1B．加速電壓越大，粒子最后獲得的動能就越大C.粒子加速次數越多，粒子最大動能一定越大D．要想粒子獲得的最大動能增大，可增加D形盒的面積8.(多選)如圖為回旋加速器示意圖，D形金屬盒置于真空中，勻強磁場與盒面垂直，帶電粒子穿過狹縫的時間可以忽略，不考慮相對論效應和重力作用，則()A．該裝置的電場和磁場都能增加粒子的動能B．交變電壓U越大，粒子離開回旋加速器的動能也越大C．交變電壓U越大，粒子在回旋加速器的運動時間就越短D．隨軌道半徑r的增大，同一半盒中相鄰軌道的半徑之差Δr將逐漸減小9.[2022·江蘇南通質檢](多選)如圖為一種質譜儀結構示意圖．由加速電場、靜電分析器和磁分析器組成．若靜電分析器通道中心線的半徑為R，通道內的均勻輻射電場在中心線處的電場強度大小為E，磁分析器內有范圍足夠大的有界勻強磁場，磁感應強度大小為B、方向垂直紙面向外．一質量為m、電荷量為q的粒子從靜止開始經加速電場加速后沿中心線通過靜電分析器，由P點垂直邊界進入磁分析器，最終打到膠片上的Q點，不計粒子重力，下列說法正確的是()A．極板M比極板N電勢高B．加速電場的電壓U＝eq\f(1,2)ERC．粒子在磁分析器中做圓周運動的軌跡直徑|PQ|＝2Beq\r(\f(mER,q))D．若一群粒子從靜止開始經過上述過程都落在膠片上同一點，則該群粒子具有相同的比荷

分層作業(yè)(一)磁場對通電導線的作用力A級必備知識基礎練1．如圖所示的各圖中，磁場的磁感應強度大小相等，導線兩端點a、b間的距離相等，導線中電流相等，則下列有關導線所受安培力大小的判斷正確的是()A．丁圖中最大B．乙圖中最大C．一樣大D．無法判斷2.如圖所示，取一段柔軟的鋁箔條，把它折成天橋狀并用膠紙粘牢兩端，使蹄形磁鐵橫跨過“天橋”，當電池與鋁箔接通后，下列說法正確的是()A．鋁箔條中部向磁鐵S極運動B．鋁箔條中部向磁鐵N極運動C．鋁箔條中部向下方運動D．鋁箔條中部向上方運動3.[2022·四川樂山市高二檢測]如圖所示，長為2m的直導線折成邊長相等、夾角為90°的“V”形，并置于與其所在平面垂直的勻強磁場中，磁感應強度大小為2T．當在導線中通以1.5A的電流時，該導線受到的安培力為()A．3eq\r(2)N，豎直向上B．6N，豎直向上C．3eq\r(2)N，豎直向下D．6N，豎直向下4．已知某市區(qū)地磁場的磁感應強度水平分量為B1，豎直分量為B2，市區(qū)南北走向的街道有一小段長度為L的地下電纜，通有電流大小為I、方向自南向北的電流，則此時這段地下電纜受到地磁場對它的安培力大小和方向分別為()A.ILeq\r(Beq\o\al(2,1)＋Beq\o\al(2,2))，方向水平向東B．ILB2，方向水平向西C．ILB1，方向豎直向上D．ILeq\r(Beq\o\al(2,1)＋Beq\o\al(2,2))，方向豎直向下5．(多選)一根長為0.2m、電流為2A的通電直導線，放在磁感應強度為0.5T的勻強磁場中，受到安培力的大小可能是()A．0.4NB．0.2NC．0.1ND．06．(多選)如圖所示，紙面內的金屬圓環(huán)中通有電流I，圓環(huán)圓心為O、半徑為R，P、Q為圓環(huán)上兩點，且OP垂直于OQ，磁感應強度大小為B的勻強磁場垂直于紙面向里，則()A．整個圓環(huán)受到的安培力大小為2πIRBB．整個圓環(huán)受到的安培力大小為0C．eq\f(1,4)圓弧PQ受到的安培力大小為IRBD．eq\f(1,4)圓弧PQ受到的安培力大小為eq\r(2)IRB7.(多選)把通有電流I、長度為L的直導線放在磁感應強度為B的勻強磁場中，下列關于安培力大小的說法正確的是()A．可能為0B．一定為ILBC．可能小于ILBD．可能大于ILB8．某同學設計的研究磁場對通電金屬棒作用的實驗裝置如圖所示．當閉合開關時，有電流通過金屬棒，觀察到金屬棒向左運動，則下列說法正確的是()A．此時通過金屬棒的電流是由電源經b流向aB．若調換U形磁鐵的磁極，則金屬棒仍向左運動C．若調換流經金屬棒的電流方向，則金屬棒仍向左運動D．若同時調換U形磁鐵的磁極和流經金屬棒的電流方向，則金屬棒仍向左運動B級關鍵能力提升練9.將閉合通電導線圓環(huán)平行于紙面緩慢地豎直向下放入方向垂直紙面向里的勻強磁場中，如圖所示，則在通電圓環(huán)從剛進入到完全進入磁場的過程中，所受的安培力大小()A．逐漸增大B．逐漸變小C．先增大后減小D．先減小后增大10．(多選)實驗室經常使用的電流表是磁電式儀表．這種電流表的構造如圖甲所示．蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻輻向分布的．當線圈通以如圖乙所示的電流，下列說法正確的是()A．線圈在磁場中轉動時，它的平面始終跟磁感線平行B．線圈轉動時，螺旋彈簧被扭動，阻礙線圈轉動C．當線圈轉到圖乙所示的位置，安培力的作用使線圈沿逆時針方向轉動D．當線圈轉到圖乙所示的位置，線圈不受安培力的作用11.音圈電機是一種應用于硬盤、光驅等系統(tǒng)的特殊電動機．如圖是某音圈電機的原理示意