金属盒气压计主要用在______、______和_____上.

带电粒子从D形盒中射出时的动能 E_km=[1/2] mv_m² （1）
带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，则圆周半径 R=
m
v m
Bq （2）
由（1）（2）可得E_km=
R2B2q2
2m 显然，当带电粒子q、m一定的，则E_km∝R² B²
即E_km随磁场的磁感应强度B、D形金属盒的半径R的增大而增大，与加速电场的电压和狭缝距离无关，
故选：A．

点评：
本题考点： 质谱仪和回旋加速器的工作原理．

考点点评： 本题回旋加速器考查电磁场的综合应用：在电场中始终被加速，在磁场中总是匀速圆周运动．所以容易让学生产生误解：增加射出的动能由加速电压与缝间决定．原因是带电粒子在电场中动能被增加，而在磁场中动能不变．

根据qvB=m
v2
R，解得v=[qBR/m]，则最大动能EK＝
1
2mv2＝
q2B2R2
2m，知最大动能与加速电压无关，与狭缝间的距离无关．与磁感应强度以及D形盒的半径有关．故B、D正确，A、C错误．
故选BD．

点评：
本题考点： 质谱仪和回旋加速器的工作原理．

考点点评： 解决本题的关键知道回旋加速器电场和磁场的作用，知道粒子的最大动能与加速的电压无关，与磁感应强度大小和D形盒的半径有关．

A、根据周期公式式T=[2π/qB]m知，粒子的回旋的周期不变，与粒子的速度无关，所以t₄-t₃=t₃-t₂=t₂-t₁．故A正确．
B、交流电源的周期必须和粒子在磁场中运动的周期一致，故电源的变化周期应该等于2（t_n-t_n-1），故B错误；
CD、根据半径公式r=[mv/qB]知，v=[qBr/m]，则粒子的最大动能E_k=[1/2]mv²=
q2B2r2
2m，与加速的次数无关，与D形盒的半径以及磁感应强度有关．故C错误，D正确．
故选：AD．

点评：
本题考点： 质谱仪和回旋加速器的工作原理．

考点点评： 本题考查了回旋加速器的原理，特别要记住粒子获得的最大动能是由D型盒的半径决定的．

A、回旋加速器粒子在磁场中运动的周期和高频交流电的周期相等．故A正确．
B、当粒子从D形盒中出来时速度最大，v_m=[2πR/T]．故B错误．
C、根据qvmB＝m
vm2
R，得vm＝
qBR
m，与加速的电压无关．故C正确．
D、根据T＝
2πm
qB，知质子换成α粒子，比荷发生变化，则在磁场中运动的周期发生变化，回旋加速器粒子在磁场中运动的周期和高频交流电的周期相等，故需要改变磁感应强度或交流电的周期．故D错误．
故选AC．

点评：
本题考点： 质谱仪和回旋加速器的工作原理．

考点点评： 解决本题的关键知道当粒子从D形盒中出来时，速度最大．以及知道回旋加速器粒子在磁场中运动的周期和高频交流电的周期相等．

（1）压强计U形管两边液面出现高度差说明探头上的橡皮膜上受到了液体内部产生的压强；
（2）液体压强计两边液面的高度差越大说明压强计探头处受到的液体压强越大，压强计放入液体内部越深，两边液面的高度差越大就说明了液体内部压强随液体深度的增加而增大；
故答案为：（1）液面的高度差；
（2）液面的高度差增大．

点评：
本题考点： 探究液体压强的特点实验．

考点点评： 此题的关键是要对液体压强计有一定的了解，并且能够根据实验现象分析得出正确的结论．

由qvB=m
v2
R，解得v=[qBR/m]．
则动能E_K=[1/2]mv²=
q2B2R2
2m，则知带电粒子的最大动能与加速的电压无关，狭缝间的距离无关，与磁感应强度大小和D形盒的半径有关，增大磁感应强度和D形盒的半径，可以增加粒子的动能．故B正确，A、C、D错误．
故选B．

点评：
本题考点： 质谱仪和回旋加速器的工作原理．

考点点评： 解决本题的关键知道回旋加速器电场和磁场的作用，知道粒子的最大动能与加速的电压无关，与磁感应强度大小和D形盒的半径有关．

A、根据qvB=m
v2
r，得v=[qBr/m]．则最大动能E_K=[1/2]mv²=
q2B2r2
2m，与加速电压无关，故A错误；
B、若只增大交变电压U，则质子在回旋加速器中加速次数会减小，导致运行时间变短，故B正确；
C、若只将交变电压的周期变为2T，而质子在磁场中运动的周期不变，则两周期不同，所以不能始终处于加速状态，故C错误；
D、根据洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动，则有半径公式R＝
mv
Bq与nqU=[1/2mv2，所以质子第n次被加速前后的轨道半径之比为
n−1]：
n，故D正确，
故选BD．

点评：
本题考点： 质谱仪和回旋加速器的工作原理．

考点点评： 解决本题的关键知道带电粒子在磁场中运动的周期与交流电源的周期相同，求出粒子的周期和最大动能，根据质量比和电量比，去比较周期和最大动能．

A、由T=[2πr/v]得v=[2πr/T]=2πfr．当r=R时，v最大，此v=2πfR，故A正确；
B、由qvB=m
v2
r得v=[qBr/m]，当r=R时，v最大，v=[qB R/m]，由此可知质子的最大速度只与粒子本身的荷质比，加速器半径，和磁场大小有关，故B正确；
C、考虑到狭义相对论，任何物体速度不可能超过光速，故C错误；
D、此加速器加速电场周期T=[2πm/qB]，加速α粒子时T=
2π(4m)
(2q)B=[4πm/qB]，两个周期不同，不能加速α粒子．故D错误；
故选A，B

点评：
本题考点： 质谱仪和回旋加速器的工作原理．

考点点评： 理解回旋加速器工作原理，熟练运用相关公式，便可解出此题．

读图可知，这一装置的名称是U形管压强计，通常利用该装置研究液体内部的压强，当金属盒薄膜受到压强后，其右管内的液面高于左管内的液面，通过U形管中液面的高度差可判断压强的大小．
故答案为：U形管压强计；液体内部；高于．

点评：
本题考点： 探究液体压强的特点实验．

考点点评： 本题考查了我们对U形管压强计的认识以及对其工作原理的了解，是重要的物理仪器，应熟练掌握的使用方法．

AC、根据qvB=m
v2
R得：v=[qBR/m]则最大动能E_k=[1/2]mv²=
q2B2R2
2m，可见带电粒子射出的最大动能与金属盒之间的电压无关，与D形金属盒内的磁感应强度有关，磁感应强度越大，动能越大．故A正确，C错误；
BD、根据T＝
2πm
Bq，粒子在磁场中做圆周运动的周期与速度大小无关，即粒子在磁场中每半圈的运动时间相同，则粒子在回旋加速器中运动的时间决定于做圆周运动的次数，在磁场中做半圆周运动的次数与加速的次数相同，而加速次数n=
Ek
qU，即狭缝间的加速电压越大，加速次数越少，则粒子在回旋加速器中运动的时间越短，与磁感应强度无关，故BD错误．
故选：A．

点评：
本题考点： 质谱仪和回旋加速器的工作原理．

考点点评： 解决本题的关键知道回旋加速器利用电场加速和磁场偏转来加速粒子，以及知道粒子在磁场中运动的周期等于交流电的周期．

带电粒子从D形盒中射出时的动能 E_km=[1/2]mv_m² （1）
带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，则圆周半径 R=
mvm
Bq（2）
由（1）（2）可得E_km=
R2q2B2
2m
显然，当带电粒子q、m一定的，则E_km∝R² B²
即E_km随磁场的磁感应强度B、D形金属盒的半径R的增大而增大，与加速电场的电压和狭缝距离无关，
故选A、D．

点评：
本题考点： 带电粒子在匀强电场中的运动；动能；带电粒子在匀强磁场中的运动．

考点点评： 本题回旋加速器考查电磁场的综合应用：在电场中始终被加速，在磁场中总是匀速圆周运动．所以容易让学生产生误解：增加射出的动能由加速电压与缝间决定．原因是带电粒子在电场中动能被增加，而在磁场中动能不变．

根据牛顿第二定律，由洛伦兹力提供向心力，则有：qvB=m
v2
R，解得：v=[qBR/m]．
则动能为：E_K=[1/2]mv²=
q2B2R2
2m，知动能与加速的电压无关，狭缝间的距离无关，与磁感应强度大小和D形盒的半径有关，增大磁感应强度和D形盒的半径，可以增加粒子的动能．故D正确，ABC错误．
故选：D．

点评：
本题考点： 质谱仪和回旋加速器的工作原理；带电粒子在匀强磁场中的运动．

考点点评： 解决本题的关键知道回旋加速器电场和磁场的作用，知道粒子的最大动能与加速的电压无关，与磁感应强度大小和D形盒的半径有关．

A、B、D、由qvB=m
v2
R，解得：
v=[qBR/m]
则动能：
E_K=[1/2]mv²=
(qBR)2
2m，
知动能与加速的电压无关，与磁感应强度大小和D形盒的半径有关，增大磁感应强度或D形盒的半径，可以增加粒子的动能；故A错误，BD正确；
C、电场的频率与粒子转动的频率一致，不能随意改变，故D错误；
故选：BD．

点评：
本题考点： 质谱仪和回旋加速器的工作原理．

考点点评： 解决本题的关键知道回旋加速器电场和磁场的作用，知道粒子的最大动能与加速的电压无关，与磁感应强度大小和D形盒的半径有关．

根据qvB＝m
v2
R得，最大速度v＝
qBR
m，则最大动能EKm＝
1
2mv2＝
q2B2R2
2m．知最大动能和金属盒的半径以及磁感应强度有关，与加速的次数和加速电压的大小无关．故C、D正确，A、B错误．
故选CD．

点评：
本题考点： 质谱仪和回旋加速器的工作原理．

考点点评： 解决本题的关键知道根据qvB＝mv2R求最大速度，知道最大动能与D形盒的半径有关，与磁感应强度的大小有关．

由qvB=m
v2
R，解得v=[qBR/m]．
则动能E_K=[1/2]mv²=
q2B2R2
2m，知动能与加速的电压无关，狭缝间的距离无关，与磁感应强度大小和D形盒的半径有关，增大磁感应强度和D形盒的半径，可以增加粒子的动能．故C、D正确，A、B 错误．
故选：CD．

点评：
本题考点： 质谱仪和回旋加速器的工作原理．

考点点评： 解决本题的关键知道回旋加速器电场和磁场的作用，知道粒子的最大动能与加速的电压无关，与磁感应强度大小和D形盒的半径有关．

压强计的橡皮膜受到液体的压强后，U形管内的液体就会产生高度差，高度差的大小反映了橡皮膜受到液体压强的大小，液体内部的压强与深度有关，深度相同时，向各个方向的压强就相等．
故答案为：液体内部同一深度向各个方向的压强相等．

点评：
本题考点： 液体的压强的特点．

考点点评： 此题考学生对于液体压强特点的理解和掌握．

根据qvB＝m
v2
R得，v=[qBR/m]，则粒子射出时的动能Ek＝
1
2mv2＝
q2B2R2
2m，最大动能与磁感应强度、D形盒的半径有关，与加速电压、狭缝间的距离无关．故C、D正确，A、B错误．
故选CD．

点评：
本题考点： 质谱仪和回旋加速器的工作原理．

考点点评： 解决本题的关键知道回旋加速器的原理，知道最大动能与什么因素有关，不能靠感觉判断，需通过推导进行判断．

回旋加速器的工作原理是带电粒子在回旋加速器中，靠电场加速，磁场偏转，其在磁场中运动的周期和高频交流电的周期相等，当粒子从D形盒中出来时，速度最大，此时运动的半径等于D形盒的半径．当粒子在磁场中运动时，qvB=
mv2
R 得：R=[mv/qB]
A、据加速器的工作原理可知，在磁场中运动的周期和高频交流电的周期相等，故A正确；
BC、据上公式可知，粒子的最大速度由D形盒的半径决定，与加速电场的电压无关； 且质子的最终速度与半径R相对应，并不能加速到任意值，故B正确，C错误；
D、当质子α粒子，在磁场的运动周期发生变化，即在磁场的周期与在电场的周期不相等，不满足回旋加速器的工作原理，故D错误．
故选：AB．

点评：
本题考点： 质谱仪和回旋加速器的工作原理．

考点点评： 解决本题的关键知道回旋加速器运用电场加速，磁场偏转来加速带电粒子，但要注意粒子射出的动能与加速电压无关，与磁感应强度的大小有关

A、由T=[2πr/v] 得v=[2πr/T]=2πfr．当r=R时，v最大，即为v=2πfR，故A正确；
B、由qvB=m
v2
r 得v=[qrB/m]，当r=R时，v最大，v=[qBR/m]，由此可知质子的最大速度只与粒子本身的荷质比，加速器半径，和磁场大小有关，与加速电压无关，故B错误；
C、此加速器加速电场周期T=[2πm/Bq]，加速α粒子时T=[4πm/qB]，当磁感应强度B改为原来的4倍，粒子能被加速，则交流电频率f应改为原来的4倍，故C正确；
D、不改变B和f，该回旋加速器不能用于加速α粒子，因粒子的比荷变化了，导致运动的周期变化了．故D错误；
故选AC

点评：
本题考点： 质谱仪和回旋加速器的工作原理．

考点点评： 理解回旋加速器工作原理，熟练运用相关公式，便可解出此题．

在磁场中洛伦兹力不做功，所以粒子在电场中获得能量，A错；B对；只有当粒子偏转的半径增大到D型盒半径时才能从出口飞出，所以最大动能与电源电压无关，由D型盒的半径决定，C错；D对；

BD

根据qBv=m
v2
R，解得：v=[qBR/m]，
根据T=[2πR/v]=[2πm/qB]，
再由动能表达式，则有：最大动能为：E_Km=[1/2m
v2m]=[1/2×m×(
qBR
m)2=
q2B2R2
2m]．
答案：[2πm/qB]，
q2B2R2
2m．

点评：
本题考点： 质谱仪和回旋加速器的工作原理．

考点点评： 解决本题的关键知道回旋加速器运用电场加速，磁场偏转来加速带电粒子，但要注意粒子射出的速度与加速电压无关，与磁感应强度的大小和D型盒半径有关．

由qvB=m
v2
R，解得v=[qBR/m]．
则动能E_K=[1/2]mv²=
q2B2R2
2m，则知带电粒子的最大动能与加速的电压无关，狭缝间的距离无关，与磁感应强度大小和D形盒的半径有关，增大磁感应强度和D形盒的半径，可以增加粒子的动能．故A、C正确，B、D错误．
故选：AC．

点评：
本题考点： 质谱仪和回旋加速器的工作原理．

考点点评： 解决本题的关键知道回旋加速器电场和磁场的作用，知道粒子的最大动能与加速的电压无关，与磁感应强度大小和D形盒的半径有关．

A、根据qvB=m
v2
R 得，最大速度v=

qBR
m，则最大动能E_Km=[1/2] mv²=
q2B2R2
2m．知最大动能和金属盒的半径以及磁感应强度有关，与加速的次数和加速电压的大小无关．故A正确，B错误；
C、根据周期公式T=[2πm/Bq]，可知，高频电源频率由粒子的质量、电量和磁感应强度决定，故C正确；D错误；
故选：AC．

点评：
本题考点： 质谱仪和回旋加速器的工作原理．

考点点评： 解决本题的关键知道根据qvB=mv2R 求最大速度，知道最大动能与D形盒的半径有关，与磁感应强度的大小有关．

(1)U形压强计就是测量液体内部压强的仪器；其中是用探头来感受压强的，压强的大小是通过U形管左右两管中的液面高度差来体现出来的，液面高度差越大，表示探头处受到的液体压强也就越大。

(2)液体压强的特点：

①液体内部朝各个方向都有压强，在同一深度，液体向各个方向的压强相等；

②液体的压强随深度的增加而增大；

③不同液体的压强还跟密度有关，深度一定时，液体的密度越大，压强越大。

解：(1)如图所示的实验中所使用的仪器是U形管压强计，它的用途是测量液体的压强，它的原理是金属盒受到的压强越大，U形管中液面的高度差也越大。

(2)根据图甲可知，同种液体，同一深度，U形管内液体高度差相等，故可得出：在同一液体中，同一深度朝各个方向的压强相等。

(3)根据图乙可知，同一液体，深度越大，U形管内液体高度差越大，故可得出：在同一液体中，深度越大，液体压强越大。

(4)根据图丙可知，不同液体，深度相同，U形管内液体高度差不相等，故可得出：在同一深度，液体密度越大，液体压强越大。

故答案为：(1)U形管压强计；测量液体的压强；高度差；

(2)在同一液体中，同一深度朝各个方向的压强相等。

(3)在同一液体中，深度越大，液体压强越大。

(4)在同一深度，液体密度越大，液体压强越大。

（1）U形管压强计；测量液体的压强；高度差；
（2）在同一液体中，同一深度朝各个方向的压强相等．
（3）在同一液体中，深度越大，液体压强越大．
（4）在同一深度，液体密度越大，液体压强越大．

A、根据qvB=m
v2
R 得，粒子的最大速度v=[qBR/m]，则最大动能E_Km=[1/2]mv²=
q2B2R2
2m．知增大动能，需增大D形盒的半径，或增大磁感应强度．故A错误，B正确；
C、根据v＝
2πR
T＝2πRf，可知：最大半径为R，且电场变化的频率即为粒子在磁场中运动周期，因此C正确；
D、增大匀强电场间的加速电压，一次加速的动能将增加，所以被加速粒子在加速器中运动的圈数将减少，故D正确，
故选BCD．

点评：
本题考点： 质谱仪和回旋加速器的工作原理．

考点点评： 解决本题的关键知道根据qvB=mv2R可求出最大速度，以及知道最大动能与D形盒的半径和磁感应强度的大小有关．