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。回旋加速器的原理如图所示，D1和D2是两个正对的中空半圆金属盒，它们的半径均为R，且分别接在电压一定的交流电源两端，可在两金属盒之间的狭缝处形成变化的加速电场，两金属盒处于与盒面垂直、磁感应强度为B的匀强磁场中。A点处的粒子源能不断产生带电粒子，它们在两盒之间被电场加速后在金属盒内的磁场中做匀速圆周运动。调节交流电源的频率，使得每当带电粒子运动到两金属盒之间的狭缝边缘时恰好改变加速电场的方向，从而保证带电粒子能在两金属盒之间狭缝处总被加速，且最终都能沿位于D2盒边缘的C口射出。该回旋加速器可将原来静止的α粒子（氦的原子核）加速到最大速率v，使它获得的最大动能为Ek。若带电粒子在A点的初速度、所受重力、通过狭缝的时间及C口的口径大小均可忽略不计，且不考虑相对论效应，则用该回旋加速器( )
A．能使原来静止的质子获得的最大速率为 v |
B．能使原来静止的质子获得的动能为 Ek |
| C．加速质子的交流电场频率与加速α粒子的交流电场频率之比为1：1 |
| D．加速质子的总次数与加速α粒子总次数之比为2：1 |
用回旋加速器加速α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．1:2 | C．2:1 | D．1:3 |
如图是质谱仪工作原理示意图．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．S下方有磁感应强度为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．速度选择器只能一种电性，且速度等于 的粒子 |
| D．带电量相同的粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的质量越大 |
关于回旋加速器中电场和磁场作用的叙述，正确的是（ ）
| A．电场和磁场都对带电粒子起加速作用 |
| B．只有电场对带电粒子做功的 |
| C．磁场只对带电粒子起偏转作用 |
| D．带电粒子在磁场中的运动周期会随运动半径的增大而增大 |
回旋加速器的工作原理如图所示，置于真空中的D型金属盒半径为R，两金属盒间的狭缝很小，磁感应强度为B的匀强磁场与金属盒盒面垂直，高频交流电的频率为f、电压大小恒为U，若中心粒子源放射出的质子质量为m，电量为+e，从静止开始在加速器中被加速．不考虑相对论效应和重力作用，则下列说法正确有
A．若该加速器能实现对质子的加速，则上述物理量必须满足 |
B．若该加速器能实现对质子的加速，则上述物理量必须满足 |
| C．质子最终由加速器加速获得的最大速度随电压U的增大而增大 |
| D．质子最终由加速器加速获得的最大速度随磁感应强度B的增大而增大 |
回旋加速器是加速带电粒子的装置，其主体部分是两个D形金属盒。两金属盒处在垂直于盒底的匀强磁场中，a、b分别与高频交流电源两极相连接，下列说法正确的是
| A．离子从磁场中获得能量 |
| B．离子从电场中获得能量 |
| C．增强磁感应强度可以使粒子射出时的动能增加 |
| D．增大金属盒的半径可使粒子射出时的动能增加 |
关于回旋加速器加速带电粒子所获得的能量，下列说法正确的是（ ）
| 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．与带电粒子的质量有关，质量越大，能量越大 |
质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具．如图所示为质谱仪的原理示意图．现利用这种质谱议对氢元素进行测量．氢元素的各种同位素从容器A下方的小孔S，无初速飘入电势差为U的加速电场．加速后垂直进入磁感强度为B的匀强磁场中．氢的三种同位素最后打在照相底片D上，形成a、b、c三条“质谱线”．关于三种同位素进人磁场时速度的排列顺序以及a、b、c三条“质谱线”的排列顺序，下列判断正确的是( )
| A．进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氚、氘、氕 |
| B．进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氘、氚、氕 |
| C．a、b、c三条质谱线依次排列的顺序是氘、氚、氕 |
| D．a、b、c三条质谱线依次排列的顺序是氚、氘、氕 |
（改编）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．若速度相同的同一束粒子由左端小孔S0射入质谱仪后，运动轨迹如图实线轨迹所示，不计粒子重力。则下列相关说法中正确的是
| 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 越小 |
（改编）随着科技的高速发展，回旋加速器在生产和生活中的应用日益广泛。如图所示是医用回旋加速器，其核心部分是两个D形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源两端相连。现分别加速氘核（
）和氦核（
），下列说法中正确的是
| A．它们的最大速度不相同 |
| B．它们在D形盒中运动的周期相同 |
| C．它们的最大动能相同 |
| D．仅增大高频电源的电压可增大粒子的最大动能 |
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 |
如图所示为一种质谱仪示意图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成．若静电分析器通道中心线的半径为R，通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为E，磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外．一质量为m、电荷量为q的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器，由P点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的Q点．不计粒子重力．下列说法正确的是（ ）
A．粒子一定带正电
B．加速电场的电压
C．直径
D．若一群离子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，则该群离子具有相同的比荷
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 |
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 |
试题篮
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