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

2025高中物理《課時(shí)作業(yè)》人教版選擇性必修第2冊(cè)分層作業(yè)(五)分層作業(yè)(五)質(zhì)譜儀與回旋加速器A級(jí)必備知識(shí)基礎(chǔ)練1．關(guān)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(jī)結(jié)構(gòu)示意圖，由圖可以判斷出A極板是發(fā)電機(jī)的正極C．圖丙是質(zhì)譜儀結(jié)構(gòu)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(shí)的動(dòng)能增大，可僅增加電壓U2.如圖所示，質(zhì)量、速度和電荷量均不完全相同的正離子從垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向飛入，勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向相互垂直．離子離開該區(qū)域時(shí)，發(fā)現(xiàn)有些離子保持原來的速度方向并沒有發(fā)生偏轉(zhuǎn)．如果再讓這些離子進(jìn)入另一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，發(fā)現(xiàn)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(zhì)量B．電量C．速度D．比荷3.(多選)回旋加速器由兩個(gè)銅質(zhì)D形盒構(gòu)成，盒間留有縫隙，加高頻電源，中間形成交變的電場(chǎng)，D形盒裝在真空容器里，整個(gè)裝置放在與盒面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，若用回旋加速器加速質(zhì)子，不考慮相對(duì)論效應(yīng)，下列說法正確的是()A．質(zhì)子動(dòng)能增大是由于洛倫茲力做功B．質(zhì)子動(dòng)能增大是由于電場(chǎng)力做功C．質(zhì)子速度增大，在D形盒內(nèi)運(yùn)動(dòng)的周期變大D．質(zhì)子速度增大，在D形盒內(nèi)運(yùn)動(dòng)的周期不變4.1922年，英國科學(xué)家阿斯頓因質(zhì)譜儀的發(fā)明、同位素和質(zhì)譜的研究榮獲了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)．質(zhì)譜儀的兩大重要組成部分是加速電場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)．如圖所示為質(zhì)譜儀的原理圖，設(shè)想有一個(gè)靜止的帶電粒子P(不計(jì)重力)，經(jīng)電壓為U的加速電場(chǎng)加速后，垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，最后打到底片上的D點(diǎn)．設(shè)OD＝x，則在下列圖中能正確反映x2與U之間函數(shù)關(guān)系的是()5.[2022·江蘇南通高二上檢測(cè)]速度相同的一束粒子由左端射入質(zhì)譜儀后分成甲、乙兩束，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，其中S0A＝eq\f(2,3)S0C，則下列相關(guān)說法中正確的是()A．甲束粒子帶正電，乙束粒子帶負(fù)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(zhì)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(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與盒面垂直．被加速粒子的質(zhì)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(shí)間內(nèi)從A處均勻地飄入狹縫，其初速度視為零．現(xiàn)考慮粒子在狹縫中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，假設(shè)能夠出射的粒子每次經(jīng)過狹縫均做加速運(yùn)動(dòng)，不考慮粒子間的相互作用．求：(1)出射粒子的動(dòng)能Ek；(2)粒子從飄入狹縫至動(dòng)能達(dá)到Ek所需的總時(shí)間t0.B級(jí)關(guān)鍵能力提升練7.回旋加速器的結(jié)構(gòu)示意圖如圖甲所示，其核心部分是兩個(gè)D形金屬盒，在加速帶電粒子時(shí)，兩金屬盒置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩盒分別與高頻電源相連．帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能Ek隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示．忽略帶電粒子在電場(chǎng)中的加速時(shí)間，則下列判斷正確的是()A.在Ek-t圖像中應(yīng)有t4－t3<t3－t2<t2－t1B．加速電壓越大，粒子最后獲得的動(dòng)能就越大C.粒子加速次數(shù)越多，粒子最大動(dòng)能一定越大D．要想粒子獲得的最大動(dòng)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(qiáng)磁場(chǎng)與盒面垂直，帶電粒子穿過狹縫的時(shí)間可以忽略，不考慮相對(duì)論效應(yīng)和重力作用，則()A．該裝置的電場(chǎng)和磁場(chǎng)都能增加粒子的動(dòng)能B．交變電壓U越大，粒子離開回旋加速器的動(dòng)能也越大C．交變電壓U越大，粒子在回旋加速器的運(yùn)動(dòng)時(shí)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(zhì)檢](多選)如圖為一種質(zhì)譜儀結(jié)構(gòu)示意圖．由加速電場(chǎng)、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(nèi)的均勻輻射電場(chǎng)在中心線處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，磁分析器內(nèi)有范圍足夠大的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向外．一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子從靜止開始經(jīng)加速電場(chǎng)加速后沿中心線通過靜電分析器，由P點(diǎn)垂直邊界進(jìn)入磁分析器，最終打到膠片上的Q點(diǎn)，不計(jì)粒子重力，下列說法正確的是()A．極板M比極板N電勢(shì)高B．加速電場(chǎng)的電壓U＝eq\f(1,2)ERC．粒子在磁分析器中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡直徑|PQ|＝2Beq\r(\f(mER,q))D．若一群粒子從靜止開始經(jīng)過上述過程都落在膠片上同一點(diǎn)，則該群粒子具有相同的比荷

分層作業(yè)(一)磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力A級(jí)必備知識(shí)基礎(chǔ)練1．如圖所示的各圖中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，導(dǎo)線兩端點(diǎn)a、b間的距離相等，導(dǎo)線中電流相等，則下列有關(guān)導(dǎo)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(dāng)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(yùn)動(dòng)B．鋁箔條中部向磁鐵N極運(yùn)動(dòng)C．鋁箔條中部向下方運(yùn)動(dòng)D．鋁箔條中部向上方運(yùn)動(dòng)3.[2022·四川樂山市高二檢測(cè)]如圖所示，長(zhǎng)為2m的直導(dǎo)線折成邊長(zhǎng)相等、夾角為90°的“V”形，并置于與其所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2T．當(dāng)在導(dǎo)線中通以1.5A的電流時(shí)，該導(dǎo)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(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)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(zhǎng)度為L(zhǎng)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(shí)這段地下電纜受到地磁場(chǎng)對(duì)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(zhǎng)為0.2m、電流為2A的通電直導(dǎo)線，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(nèi)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(diǎn)，且OP垂直于OQ，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于紙面向里，則()A．整個(gè)圓環(huán)受到的安培力大小為2πIRBB．整個(gè)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(zhǎng)度為L(zhǎng)的直導(dǎo)線放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，下列關(guān)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(xué)設(shè)計(jì)的研究磁場(chǎng)對(duì)通電金屬棒作用的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．當(dāng)閉合開關(guān)時(shí)，有電流通過金屬棒，觀察到金屬棒向左運(yùn)動(dòng)，則下列說法正確的是()A．此時(shí)通過金屬棒的電流是由電源經(jīng)b流向aB．若調(diào)換U形磁鐵的磁極，則金屬棒仍向左運(yùn)動(dòng)C．若調(diào)換流經(jīng)金屬棒的電流方向，則金屬棒仍向左運(yùn)動(dòng)D．若同時(shí)調(diào)換U形磁鐵的磁極和流經(jīng)金屬棒的電流方向，則金屬棒仍向左運(yùn)動(dòng)B級(jí)關(guān)鍵能力提升練9.將閉合通電導(dǎo)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(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示，則在通電圓環(huán)從剛進(jìn)入到完全進(jìn)入磁場(chǎng)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(shí)驗(yàn)室經(jīng)常使用的電流表是磁電式儀表．這種電流表的構(gòu)造如圖甲所示．蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場(chǎng)是均勻輻向分布的．當(dāng)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(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，它的平面始終跟磁感線平行B．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，螺旋彈簧被扭動(dòng)，阻礙線圈轉(zhuǎn)動(dòng)C．當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖乙所示的位置，安培力的作用使線圈沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)D．當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖乙所示的位置，線圈不受安培力的作用11.音圈電機(jī)是一種應(yīng)用于硬盤、光驅(qū)等系統(tǒng)的特殊電動(dòng)機(jī)．如圖是某音圈電機(jī)的原理示意