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高中物理

如图甲所示,回旋加速器置于大小恒定的匀强磁场中,磁场方向与回旋加速器的两个D型金属盒面垂直;两个D型金属盒分别与高频电源相连。某带电粒子加速时的动能Ek随时间t变化规律如乙图所示。不计带电粒子在电场中的加速时间和粒子重力。则以下判断正确的是

A.高频电源的变化周期等于T=tn-tn-1
B.在Ek-t图象中t4-t3=t3-t2=t2-t1
C.粒子获得的最大动能与粒子在磁场中加速的次数无关
D.粒子获得的最大动能与高频电源的电压有关
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  • 难度:未知

关于回旋加速器,下列说法正确的是(   )
①加速器中的电场和磁场都可以使带电粒子加速
②其它量一定,加速器的半径越大粒子从加速器射出时能量越大
③其它量一定,加速电场的电压越大粒子从加速器射出时能量越大
④其它量一定,加速器中的磁感强度越大粒子从加速器射出时能量越大

A.①② B.①③ C.②③ D.②④
  • 题型:未知
  • 难度:未知

二十世纪初,卡文迪许实验室(Cavendish Laboratory)的英国物理学家阿斯顿首次制成了聚焦性能较高的质谱仪,并用此来对许多元素的同位素及其丰度进行测量,从而肯定了同位素的普遍存在。现速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪,其运动轨迹如图所示,则下列相关说法中正确的是

A.该束粒子带负电
B.速度选择器的P1极板带正电
C.在B2磁场中运动半径越大的粒子,质量越大
D.在B2磁场中运动半径越大的粒子,比荷q/m越小
  • 题型:未知
  • 难度:未知

如图所示,一个质量为m、电荷量为e的粒子从容器A下方的小孔S,无初速度地飘入电势差为U的加速电场,然后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中,最后打在照相底片M上。下列说法正确的是:(     )

A.粒子进入磁场时的速率
B.粒子在磁场中运动的时间
C.粒子在磁场中运动的轨道半径
D.若容器A中的粒子有初速度,则粒子仍将打在照相底片上的同一位置
  • 题型:未知
  • 难度:未知

1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖。若一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示,则下列说法中正确的是:

A.该束带电粒子带负电
B.速度选择器的P1极板带负电
C.在B2磁场中运动半径越大的粒子,质量越大
D.在B2磁场中运动半径越大的粒子,比荷q/m越小
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质谱仪的两大重要组成部分是加速电场和偏转磁场.如图所示为质谱仪的原理图.设想有一个静止的质量为m、带电荷量为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,带电粒子打到底片上的P点,设OPx,则在图中能正确反映xU之间的函数关系的是  
                                   

  • 题型:未知
  • 难度:未知

如图所示,一个质量为m、电荷量为e的粒子从容器A下方的小孔S,无初速度地飘入电势差为U的加速电场,然后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中,最后打在照相底片M上。下列说法正确的是:(     )

A.粒子进入磁场时的速率
B.粒子在磁场中运动的时间
C.粒子在磁场中运动的轨道半径
D.若容器A中的粒子有初速度,则粒子仍将打在照相底片上的同一位置
  • 题型:未知
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如图所示,回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电两极相连接的两个D形金属盒,两盒间的狭缝中形成的周期性变化的匀强电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速。两D形金属盒处于垂直于盒底面的匀强磁场中,磁场方向如图所示,设匀强磁场的磁感应强度为B, D形金属盒的半径为R,狭缝间的距离为d,匀强电场间的加速电压为U,要增大带电粒子(电荷量为q,质量为m,不计重力)射出时的动能,则下列方法中正确的是

A.增大加速电场间的加速电压 B.减小狭缝间的距离
C.增大磁场的磁感应强度 D.增大D形金属盒的半径

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如图所示是质谱仪工作原理的示意图.带电粒子a、b经电压U加速(在A点的初速度为零)后,进入磁感应强度为B的匀强磁场做匀速圆周运动,最后分别打在感光板S上的x1、x2处.图中半圆形的虚线分别表示带电粒子a、b所通过的路径,则(  )

A.a的质量一定小于b的质量
B.a的电荷量一定大于b的电荷量
C.在磁场中a运动的时间大于b运动的时间
D.a的比荷大于b的比荷

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右图甲是回旋加速器的原理示意图。其核心部分是两个D型金属盒,在加速带电粒子时,两金属盒置于匀强磁场中(磁感应强度大小恒定),并分别与高频电源相连。加速时某带电粒子的动能EK随时间t变化规律如下图乙所示,若忽略带电粒子在电场中的加速时间,则下列判断正确的是

A.高频电源的变化周期应该等于tntn-1
B.在EK-t图象中t4t3t3t2t2t1
C.粒子加速次数越多,粒子获得的最大动能一定越大
D.不同粒子获得的最大动能都相同
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回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒,两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D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图所示。设D形盒半径为R。若用回旋加速器加速质子时,匀强磁场的磁感应强度为B,高频交流电频率为f。则下列说法正确的是

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场的电压大小无关
C.只要R足够大,质子的速度可以被加速到任意值
D.不改变Bf,该回旋加速器也能用于加速α粒子

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如图所示,回旋加速器D形盒的半径为R,用来加速质量为m,电量为q的质子,质子每次经过电场区时,都恰好被电压为U的电场加速,且电场可视为匀强电场,使质子由静止加速到能量为E后,由A孔射出 。下列说法正确的是(     ) 

A.若加速电压U越高,质子的能量E将越大。
B.若D形盒半径R越大,质子的能量E将越大。
C.若加速电压U越高,质子在加速器中的运动时间将越长。
D.若加速电压U越高,质子在加速器中的运动时间将越短。
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环形对撞机是研究高能粒子的重要装置,其工作原理的示意图如图所示。正、负离子由静止经过电压为U的直线加速器加速后,沿圆环切线方向射入对撞机的真空环状空腔内,空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场,磁感应强度大小为B。两种带电粒子将被局限在环状空腔内,沿相反方向做半径相等的匀速圆周运动,从而在碰撞去迎面相撞。为维持带电粒子在环状空腔中的匀速圆周运动,下列说法中正确的是( )
A.对于给定的加速电压,带电粒子的比荷q/m越大,磁感应强度B越大
B.对于给定的加速电压,带电粒子的比荷q/m越大,磁感应强度B越小
C.对于给定的带电粒子,加速电压U越大,粒子运动的周期越小
D.对于给定的带电粒子,不管加速电压U多大,粒子运动的周期都不变

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如图,用回旋加速器来加速带电粒子,以下说法正确的是

A.图中加速器出口射出的是带正电粒子
B.D形盒的狭缝间所加的电压必是交变电压
C.强磁场对带电粒子做功,使其动能增大
D.粒子在加速器中的半径越大,周期越长
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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。现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
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高中物理质谱仪和回旋加速器的工作原理选择题