如图所示,不同带电粒子以不同速度由左端中线水平射入如图装置,左侧有竖直向下的匀强电场E和垂直于纸面向内的匀强磁场B1,右侧是垂直于纸面向外的磁场B2,中间有一小孔,不计粒子重力。下列说法正确的是( )
A.只有正电荷才能沿中线水平通过B1区域进入到B2磁场区域。 |
B.只有速度的粒子才能沿中线水平通过B1区域进入到B2磁场区域 |
C.如果粒子打在胶片上离小孔的距离是,则该粒子的荷质比为 |
D.若甲、乙两个粒子的电荷量相等,打在胶片上离小孔的距离是2:3,则甲、乙粒子的质量比为2:3 |
如图是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图,其核心部分是两个D形金属盒,在加速带电粒子时,两金属盒置于匀强磁场中,并分别与高频电源相连,以达到加速粒子的目的。已知D形盒的半径为R,匀强磁场的磁感应强度为B,一个质量为m、电荷量为q的粒子在加速器的中央从速度为零开始加速。根据回旋加速器的这些数据,可知该粒子离开回旋加速器时获得的动能为 ;若提高高频电源的电压,粒子离开回旋加速器的动能将 。(填“增大”、“减小”或“不变”)
如图所示为质谱仪的原理图,A为粒子加速器,电压为U1;B为速度选择器,磁场与电场正交,磁感应强度为B1,板间距离为d;C为偏转分离器,磁感应强度为B2。今有一质量为m、电量为q的正离子经加速后,恰好通过速度选择器,进入分离器后做半径为R的匀速圆周运动,求:
⑴粒子的速度v
⑵速度选择器的电压U2
⑶粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径R。
用回旋加速器分别加速粒子和质子时,若磁场相同,则加在两个D形盒间的交变电压的频率应不同,其频率之比为( )
A.1:1 | B.1:3 | C.2:1 | D.1:2 |
如图回旋加速器D形盒的半径为r,匀强磁场的磁感应强度为B.一个质量了m、电荷量为q的粒子在加速器的中央从速度为零开始加速.
(1)求该回旋加速器所加交变电场的频率;
(2)求粒子离开回旋加速器时获得的动能;
(3)设两D形盒间的加速电压为U,质子每次经电场加速后能量增加,加速到上述能量所需时间(不计在电场中的加速时间).
如图所示是质谱仪示意图,图中离子源S产生电荷量为q的离子,经电压为U的电场加速后,由A点垂直射人磁感应强度为B的有界匀强磁场中,经过半个圆周,打在磁场边界底片上的P点,测得PA=d,求离子的质量m。
速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪后分成甲、乙两束,其运动轨迹如图所示,其中S0A=S0C,则下列说法正确的是( )
A.甲束粒子带正电,乙束粒子带负电 |
B.甲束粒子的比荷大于乙束粒子的比荷 |
C.能通过狭缝S0的带电粒子的速率等于 |
D.若甲、乙两束粒子的电荷量相等,则甲、乙两束粒子的质量比为3∶2 |
劳伦斯和利文斯设计的回旋加速器工作原理如图所示,置于高真空中的D形金属半径为R,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B的匀强磁场与盒面垂直,高频交流电频率为f,加速电压为U.若A处粒子源产生的质子质量为m、电荷量为+q,在加速器中被加速,且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.质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U无关 |
B.质子离开回旋加速器时的最大动能与交流电频率f成正比 |
C.质子被加速后的最大速度不可能超过2πRf |
D.质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为1∶ |
回旋加速器是用来加速带电粒子的装置,如图所示,它的核心部分是两个D形金属盒,两盒相距很近,分别和高频交流电源相连接,在两盒间的窄缝中形成交变电场,使带电粒子每次通过窄缝都得到加速。两盒放在匀强磁场中,磁场方向垂直于盒底面,带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,通过两盒间的窄缝时反复被加速,直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出,如果用同一回旋加速器分别加速氚核(H)和粒子(He),比较它们所加的高频交流电源的周期和获得的最大动能的大小,可知
A.加速氚核的交流电源的周期较大,氚核获得的最大动能较小 |
B.加速氚核的交流电源的周期较大,氚核获得的最大动能也较大 |
C.加速氚核的交流电源的周期较小,氚核获得的最大动能也较小 |
D.加速氚核的交流电源的周期较小,氚核获得的最大动能较大 |
回旋加速器在核科学、核技术、核医学等高新技术领域得到了广泛应用,有力地推动了现代科学技术的发展.回旋加速器的工作原理如图所示,置于高真空中的D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直。A处粒子源产生的粒子,质量为m、电荷量为+q ,在加速器中被加速,设粒子初速度为零,加速电压为U ,加速过程中不考虑重力作用和相对论效应。下列说法正确的是
A.粒子在回旋加速器中运动时,随轨道半径r的增大,盒中相邻轨道的半径之差减小 |
B.粒子从静止开始加速到出口处所需的时间约为 |
C.粒子能获得的最大动能跟加速器磁感应强度无关 |
D.加速电压越大粒子能获得的最大动能越大 |
如图所示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B和E。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下方有强度为B0的匀强磁场。下列表述正确的是( )
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外 |
C.能通过狭缝P的带电粒子的速率等于E/B |
D.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的荷质比越小 |
质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具,它的构造原理如图所示.离子源S产生的各种不同正离子束(速度可看作为零),经加速电场(加速电场极板间的距离为d、电势差为U)加速,然后垂直进入磁感应强度为B的有界匀强磁场中做匀速圆周运动,最后到达记录它的照相底片P上.设离子在P上的位置与入口处S1之间的距离为x。
(1)求该离子的荷质比.
(2)若离子源产生的是带电量为q、质量为m1和m2的同位素离子(m1>m2),它们分别到达照相底片上的P1、P2位置(图中末画出),求P1、P2间的距离△x。
如图是电子感应加速器的示意图,上、下为电磁铁的两个磁极,磁极之间有一个环形真空室,电子在真空室中做圆周运动.上图为侧视图,下图为真空室的俯视图,电子从电子枪右端逸出(不计初速度),当电磁铁线圈电流的方向与图示方向一致时,使电子在真空室中沿虚线加速击中电子枪左端的靶,下列说法中正确的是
A.真空室中磁场方向竖直向上 | B.真空室中磁场方向竖直向下 |
C.电流应逐渐增大 | D.电流应逐渐减小 |
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B和E.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下方有强度为B0的匀强磁场.下列表述正确的是
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外 |
C.能通过的狭缝P的带电粒子的速率等于E/B |
D.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的比荷越小 |
试题篮
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