高中物理质谱仪和回旋加速器的工作原理选择题

如图有a、b、c、d四个离子，它们带等量同种电荷，质量不等有m_a=m_b＜m_c=m_d，以不等的速率v_a＜v_b=v_c＜v_d进入速度选择器后,有两种离子从速度选择器中射出进入B₂磁场.由此可判定（    ）

A．射向P1板的是a离子

B．射向P2板的是b离子

C．射向A1的是c离子

D．射向A2的是d离子

关于回旋加速器加速带电粒子所获的能量（   ）

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．与带电粒子的质量和电量均有关, 质量和电量越大, 能量越大

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，两盒间的窄缝中形成匀强电场，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（）和α粒子（）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，有 （       ）

A．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

B．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

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

关于回旋加速器的下列说法，其中正确的有                                                             （    ）

A．电场用来加速带电粒子，磁场则使带电粒子旋转

B．电场和磁场同时用来加速带电粒子

C．在确定的交流电源下，回旋加速器的半径越大，同一带电粒子获得的动能越大

D．同一带电粒子获得的最大动能只与交流电源的电压大小有关，而与交流电源的频率无关

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，粒子的荷质比越小

质谱仪的两大重要组成部分是加速电场和偏转磁场．如图为质谱仪的原理图，设想有一个静止的质量为m、带电量为q的带电粒子（不计重力），经电压为U的加速电场加速后垂直进入磁感应强度为B的偏转磁场中，带电粒子打至底片上的P点，设OP = x，则在图中能正确反映x与U之间的函数关系的是                       （   ）

如图所示为测定带电粒子比荷（）的装置，粒子以一定的初速度进入并沿直线通过速度选择器，速度选择器内有相互正交的匀强磁场和匀强电场，磁感应强度和电场强度 速度选分别为B和E。然后粒子通过平板S上的狭缝P，进入另一匀强磁场，最终打在能记录粒子位置的胶片A_lA₂上。下列表述正确的是            （   ）

A．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里

B．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于

C．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越小

D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越大

用回旋加速器加速质子，为了使质子获得的动能增大为原来的4倍，可以（   ）

A．将D型金属盒的半径增大为原来的2倍

B．将磁场的磁感应强度增大为原来的4倍

C．将加速电场的电压增大为原来的4倍

D．将加速电场的频率增大为原来的4倍

一个用于加速质子的回旋加速器,其D形盒半径为R,垂直D形盒底面的匀强磁场的磁感应强度为B,接在D形盒上的高频电源频率为f.下列说法正确的是(　　)

A．质子被加速后的最大速度不可能超过2πfR

B．质子被加速后的最大速度与加速电压的大小无关

C．只要R足够大,质子的速度可以被加速到任意值

D．不需要改变任何量,这个装置也能用于加速α粒子

如图15-5-20所示，有a、b、c、d四个离子，它们带同种电荷且电荷量相等，它们的速率关系为v_a＜v_b=v_c＜v_d，质量关系为m_a=m_b＜m_c=m_d.进入速度选择器后，有两种离子从速度选择器中射出，由此可以判定(    )

图15-5-20

A．射向P1的是a粒子	B．射向P2的是b粒子
C．射向A1的是c粒子	D．射向A2的是d粒子