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1. (2024·上海真题) 氢元素是宇宙中最简单的元素，有三种同位素。科学家利用电磁场操控并筛选这三种同位素，使其应用于核研究。
1. （1）原子核之间由于相互作用会产生新核，这一过程具有多种形式。
  ①质量较小的原子核结合成质量较大原子核的过程称为。
  A.链式反应
  B.衰变
  C.核聚变
  D.核裂变
  ② $\text{[math]}$ 核的质是为m₁ $\text{[math]}$ 核的质量为m₂ ，它们通过核反应形成一个质是为m₃的氮原子核 $\text{[math]}$ ，此过程释放的能量为。 (真空中光速为c)
3. （2）某回旋加速器的示意图如图1所示。磁感应强度大小为B的匀强磁场仅分布于两个相同且正对的半圆形中空金属盒D₁、D₂内，且与金属盒表面垂直。交变电源通过Ⅰ、Ⅱ分别与D₁、D₂相连，仅在D₁、D₂缝隙间的狭窄区域产生交变电场。初动能为零的带电粒子自缝隙中靠近D₂的圆心O处经缝隙间的电场加速后，以垂直磁场的速度进入D₁。
  ①粒子在D₁、D₂运动过程中，洛伦兹力对粒子做功为W、冲量为I，则
  A.W=0，I=0
  B.W≠0，I=0
  C.W≠0，I≠0
  D.W=0，I≠0
  ② $\text{[math]}$ 核和 $\text{[math]}$ 核自图中O处同时释放，I、Ⅱ间电势差绝对值始终为U，电场方向做周期性变化， $\text{[math]}$ 核在每次经过缝隙间时均被加速(假设粒子通过缝隙的时间和粒子间相互作用可忽略)。 $\text{[math]}$ 核完成3次加速时的动能与此时 $\text{[math]}$ 核的动能之比为。
  A.1：3
  B.1：9
  C.1：1
  D.9：1
  E.3：1
5. （3）如图，静电选择器由两块相互绝缘、半径很大的同心圆弧形电极组成。电极间所加电压为U。由于两电极间距d很小，可近似认为两电极半径均为r(r>>d)，且电极间的电场强度大小处处相等，方向沿径向垂直于电极。
  
  ①电极间电场强度大小为；
  ②由 $\text{[math]}$ 核、 $\text{[math]}$ 核和， $\text{[math]}$ 核组成的粒子流从狭缝进入选择器，若不计粒子间相互作用，部分粒子在电场力作用下能沿圆弧路径从选择器出射。
  a.出射的粒子具有相同的。
  A.速度
  B.动能
  C.动量
  D.比荷
  b.对上述a中的选择做出解释。
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1. 某回旋加速器的示意图如图1所示。磁感应强度大小为B的匀强磁场仅分布于两个相同且正对的半圆形中空金属盒D₁、D₂内，且与金属盒表面垂直。交变电源通过Ⅰ、Ⅱ分别与D₁、D₂相连，仅在D₁、D₂缝隙间的狭窄区域产生交变电场。初动能为零的带电粒子自缝隙中靠近D₂的圆心O处经缝隙间的电场加速后，以垂直磁场的速度进入D₁。
1. （1）粒子在D₁、D₂运动过程中，洛伦兹力对粒子做功为W、冲量为I，则（）。
3. （2） $\text{[math]}$ 核和 $\text{[math]}$ 核自图中O处同时释放，I、Ⅱ间电势差绝对值始终为U，电场方向做周期性变化， $\text{[math]}$ 核在每次经过缝隙间时均被加速(假设粒子通过缝隙的时间和粒子间相互作用可忽略)。 $\text{[math]}$ 核完成3次加速时的动能与此时 $\text{[math]}$ 核的动能之比为（）。
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1. (2024高二下·杭州月考) 如图所示是回旋加速器的示意图，其核心部分是两个 $\text{[math]}$ 形金属盒，分别与高频交流电源连接，两个 $\text{[math]}$ 形金属盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两个 $\text{[math]}$ 形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，忽略粒子在电场中的运动时间，下列说法正确的是（）

A . 粒子射出时的最大动能与 $\text{[math]}$ 形金属盒的半径无关
B . 加速电压越大，粒子最终射出时获得的动能就越大
C . 若增大加速电压，粒子在回旋加速器中运动的时间不变
D . 若增大磁感应强度 $\text{[math]}$ ，为保证粒子总被加速，必须增大周期性变化电场的频率

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1. (2024高三下·高州模拟) 如图所示为质谱仪原理示意图。由粒子源射出的不同粒子先进入速度选择器，部分粒子沿直线通过速度选择器的小孔进入偏转磁场，最后打在 $\text{[math]}$ 之间的照相底片上。已知速度选择器内的电场的场强为 $\text{[math]}$ 、磁场磁感应强度为 $\text{[math]}$ ，偏转磁场的磁感应强度为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 是三种不同的粒子在照相底片上打出的点。忽略粒子的重力以及粒子间的相互作用，下列说法正确的是 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

A . 打在 $\text{[math]}$ 位置的粒子速度最大 B . 打在 $\text{[math]}$ 位置的粒子速度最大 C . 如果射入偏转磁场的粒子质量为 $\text{[math]}$ 、电荷量为 $\text{[math]}$ ，则粒子的轨迹半径为 $\text{[math]}$ D . 如果氕 $\text{[math]}$ 核和氘 $\text{[math]}$ 核都进入偏转磁场，则其在磁场中运动的时间之比为 $\text{[math]}$

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1. (2024高三下·贵阳模拟) 如图所示为回旋加速器的示意图，两D型盒所在区域加匀强磁场，狭缝间就有交变电压（电压的大小恒定），将粒子由A点静止释放，经回旋加速器加速后，粒子最终从D型盒的出口引出。已知D型盒的半径为R，粒子的质量和电荷量分别为m、q，磁感应强度大小为B，加速电压为U（不计粒子在电场中的运动时间），粒子在回旋加速器中运动的时间为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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1. (2024高二下·百色月考) 关于下列四幅图的说法正确的是（　　）

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，不计重力的粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是 $\text{[math]}$ 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，且增大磁感应强度可以增大电路中的电流 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S₃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

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1. (2024高三下·湛江模拟) 核废水中包含了具有放射性的碘的同位素¹³¹I，利用质谱仪可分析碘的各种同位素。如图所示，电荷量相同的¹³¹I和¹²⁷I以相同的速度从O点速度选择器进入速度选择器（速度选择器中的电场方向水平向右，磁场的磁感应强度为B₁）后，再进入偏转磁场（磁感应强度为B₂），最后打在照相底片的c、d两点，不计各种粒子受到的重力。下列说法正确的是（）

A . B₁垂直纸面向里，¹³¹I和¹²⁷I在偏转磁场中的轨道半径之比为127∶131 B . B₁垂直纸面向里，¹³¹I和¹²⁷I在偏转磁场中的轨道半径之比为 $\text{[math]}$ C . B₁垂直纸面向外，¹³¹I和¹²⁷I在偏转磁场中的轨道半径之比为131∶127 D . B₁垂直纸面向外，¹³¹I和¹²⁷I在偏转磁场中的轨道半径之比为 $\text{[math]}$

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1. (2024高二下·东莞期中) 1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，凭借此项成果，他于1939年获得诺贝尔物理学奖，其原理如图所示，置于真空中的 $\text{[math]}$ 形金属盒半径为 $\text{[math]}$ ，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略；磁感应强度为 $\text{[math]}$ 的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为 $\text{[math]}$ ，加速电压为 $\text{[math]}$ 。若A处粒子源产生质子的质量为 $\text{[math]}$ 、电荷量为 $\text{[math]}$ ，在加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响。则下列说法正确的是（）

A . 带电粒子由加速器的边缘进入加速器 B . 被加速的带电粒子在回旋加速器中做圆周运动的周期随半径的增大而增大 C . 质子离开回旋加速器时的最大动能与 $\text{[math]}$ 形盒半径成正比 D . 该加速器加速质量为 $\text{[math]}$ 、电荷量为 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 粒子时，交流电频率应变为 $\text{[math]}$

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1. (2024高二下·舟山月考) 回旋加速器在科学研究中得到了广泛应用，其原理如图所示。 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 是两个中空的半圆形金属盒，置于与盒面垂直的匀强磁场中，它们接在电压为U、周期为T的交流电源上。位于 $\text{[math]}$ 的圆心处的质子源A能不断产生质子（初速度可以忽略），它们在两盒之间被电场加速。当质子被加速到最大动能 $\text{[math]}$ 后，再将它们引出。忽略质子在电场中的运动时间，则下列说法中正确的是（）

A . 若只增大交变电压U，则质子的最大动能 $\text{[math]}$ 会变大 B . 若只将交变电压的周期变为2T，仍可用此装置加速质子 C . 质子第n次被加速前、后的动能之比为 $\text{[math]}$ D . 质子第n次被加速前、后圆周运动向心加速度之比为 $\text{[math]}$

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1. (2024高二下·富阳月考) 如图所示为质谱仪的示意图。电荷量和质量不同的离子从电离室A中“飘”出，从缝 $\text{[math]}$ 进入电势差恒定的加速电场中加速，然后从 $\text{[math]}$ 垂直进入匀强磁场B中做匀速圆周运动，最后打在照相底片上。已知质子从静止开始被加速电场加速，经磁场偏转后打在底片上的P点，某二价正离子从静止开始经相同的电场加速和磁场偏转后，打在底片上的Q点，已知 $\text{[math]}$ ，则离子质量和质子质量之比为（）

A . 12 B . 24 C . 144 D . 288

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