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在高能粒子研究中,往往要把一束含有大量质子和粒子的混合粒子分离开,如图初速度可忽...

在高能粒子研究中,往往要把一束含有大量质子和粒子的混合粒子分离开,如图初速度可忽略的质子和粒子,经电压为U的电场加速后,进入分离区,如果在分离区使用匀强电场或匀强磁场把粒子进行分离,所加磁场方向垂直纸面向里,所加电场方向竖直向下,则下列可行的方法是(    )

A. 电场和磁场都不可以

B. 电场和磁场都可以

C. 只能用电场

D. 只能用磁场

 

D 【解析】 带电粒子加速后垂直进入匀强电场中将做类平抛运动,根据类平抛运动的规律分析带电粒子偏转距离,而偏转磁场是根据粒子在磁场中运动半径不同区分的,根据这个原理逐项分析即可. 在加速电场中,由动能定理得:,若分离区加竖直向下的电场:设偏转电场的宽度为L,则在电场中偏转时有:沿电场方向,联立得粒子在分离区偏转距离,可知:加速电压U相同,偏转电场的E和L相同,y相同,所以不能将质子和α粒子进行分离;若分离区加垂直纸面向里的磁场:粒子进入偏转磁场时,轨迹半径,由于质子和α粒子的比荷不同,运动的半径r也不同,所以能将两种粒子分离.故A、C、B错误,D正确. 故选D.
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考点分析:
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如图所示,某带电粒子由静止开始经电压为U的电场加速后,射入水平放置、电势差为U的两导体板间的匀强电场中,带电粒子沿平行于两板的方向从两板正中间射入,穿过两板后又垂直于磁感线方向射入边界线竖直的匀强磁场中,则粒子进入磁场和射出磁场的MN两点间的距离d随着UU的变化情况为(不计重力,不考虑边缘效应)(    )

A. dU变化,dU变化

B. dU变化,dU无关

C. dU无关,dU无关

D. dU无关,dU变化

 

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关于回旋加速器加速带电粒子所获得的能量,下列说法正确的是( )

A. 与加速器的半径有关,半径越大,能量越大

B. 与加速器的磁场有关,磁场越强,能量越大

C. 与加速器的电场有关,电场越强,能量越大

D. 与带电粒子的质量有关,质量越大,能量越大

 

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如图是质谱仪的工作原理示意图.带电粒子被加速电场加速后,进入速度选择器.速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为BE.平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2.平板S下方有磁感应强度为B0的匀强磁场.下列表述错误的是(  )

A. 质谱仪是分析同位素的重要工具

B. 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里

C. 能通过狭缝P的带电粒子的速率等于

D. 粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的比荷()越大

 

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在卢瑟福进行的α粒子散射实验中,少数α粒子发生大角度偏转的原因是(  )

A. 正电荷在原子中是均匀分布的

B. 原子的正电荷以及绝大部分质量都集中在一个很小的核上

C. 原子中存在带负电的电子

D. 原子核中有中子存在

 

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卢瑟福提出了原子的核式结构模型,这一模型建立的基础是(  )

A. α粒子的散射实验

B. 对阴极射线的研究

C. 天然放射性现象的发现

D. 质子的发现

 

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