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高中物理

(多选)回旋加速器是利用较低电压的高频电源使粒子经多次加速获得巨大速度的一种仪器,工作原理如图,下列说法正确的是(  )

A.粒子在磁场中做匀速圆周运动
B.粒子由A0运动到A1比粒子由A2运动到A3所用时间少
C.粒子的轨道半径与它的速率成正比
D.粒子的运动周期和运动速率成正比
  • 题型:未知
  • 难度:未知

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α粒子的交流电源的频率较小,氚核获得的最大动能也较小
D.加速α粒子的交流电源的频率较小,氚核获得的最大动能较大
  • 题型:未知
  • 难度:未知

如图所示为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。下列表述错误的是(     )

A.质谱仪是分析同位素的重要工具
B.能通过的狭缝P的带电粒子的速率等于E/B
C.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的比荷q/m越大
D.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里
  • 题型:未知
  • 难度:未知

图甲是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,并分别与高频电源两极相连。带电粒子在磁场中运动的动能Ek随时间t的变化规律如图乙所示,若忽略带电粒子在电场中的加速时间,则下列说法正确的是

A.(t2-tl)>(t3-t2)>……>(tn- tn-l
B.高频电源的变化周期应该等于tn- tn-l
C.要使粒子获得的最大动能增大,可以增大D形盒的半径
D.要使粒子获得的最大动能增大,可以增大加速电压
  • 题型:未知
  • 难度:未知

回旋加速器是利用较低电压的高频电源,使粒子经多次加速获得巨大速度的一种仪器,工作原理如图所示.下列说法正确的是(  )

A.粒子在磁场中做匀速圆周运动
B.粒子由A0运动到A1比粒子由A2运动到A3所用时间少
C.粒子的轨道半径与它被电场加速的次数成正比
D.粒子的运动周期和运动速率成正比
  • 题型:未知
  • 难度:未知

速度相同的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.能通过狭缝S0的带电粒子的速率等于
D.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝S0,粒子的比荷越大
  • 题型:未知
  • 难度:未知

粒子回旋加速器的工作原理如图所示,置于真空中的D型金属盒的半径为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,高频率交流电的频率为f,加速电压的电压为U,若中心粒子源处产生的质子质量为m,电荷量为+e,在加速器中被加速。不考虑相对论效应,则下列说法正确是

A.不改变磁感应强度B和交流电的频率f,该加速器也可加速氚核
B.加速的粒子获得的最大动能随加速电场U增大而增大
C.质子被加速后的最大速度不能超过2πRf
D.质子第二次和第一次经过D型盒间狭缝后轨道半径之比为
  • 题型:未知
  • 难度:未知

回旋加速器是用来加速带电粒子的装置,如下图所示,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.加速氚核的匀强电场的电势差较大,氚核获得的最大动能较大
C.匀强磁场的磁感应强度较大,氚核获得的最大动能也较大
D.D形金属盒的半径较大,氚核获得的最大动能较大
  • 题型:未知
  • 难度:未知

1932年,劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器.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,加速电压为U. 实际使用中,磁感应强度和加速电场频率都有最大值的限制.若某一加速器磁感应强度和加速电场频率的最大值分别为Bm、fm,加速过程中不考虑相对论效应和重力作用

A.粒子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比:1
B.粒子从静止开始加速到出口处所需的时间
C.如果fm,粒子能获得的最大动能为
D.如果fm,粒子能获得的最大动能为
  • 题型:未知
  • 难度:未知

加速器是使带电粒子获得高能量的装置,下图是回旋加速器的原理图,由回旋加速器的工作原理可知

A.随着速度的增加,带电粒子走过半圆的时间越来越短
B.带电粒子获得的最大速度是由交变电场的加速电压决定的
C.交变电场的频率跟带电粒子的荷质比成正比
D.不同的带电粒子在同一回旋加速器中运动的总时间相同
  • 题型:未知
  • 难度:未知

英国物理学家阿斯顿因首次制成质谱仪,并用此对同位素进行了研究,因此荣获了1922年的诺贝尔化学奖。若速度相同的同一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示,则下列相关说法中正确的是

A.该束带电粒子带正电
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
  • 题型:未知
  • 难度:未知

图甲是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.带电粒子运动的动能Ek随时间t的变化规律如图乙所示,若忽略带电粒子在电场中的加速时间,则下列说法正确的是( )

A.在Ek﹣t图中应有t4﹣t3=t3﹣t2=t2﹣t1
B.高频电源的变化周期应该等于tn﹣tn﹣1
C.要使粒子获得的最大动能增大,可以增大“D”形盒的半径
D.在磁感应强度、“D”形盒半径,粒子的质量及其电荷量不变的情况下,粒子的加速次数越多,粒子的最大动能一定越大
  • 题型:未知
  • 难度:未知

1932年,劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器.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,加速电压为U. 实际使用中,磁感应强度和加速电场频率都有最大值的限制.若某一加速器磁感应强度和加速电场频率的最大值分别为Bm、fm,加速过程中不考虑相对论效应和重力作用

A.粒子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比:1
B.粒子从静止开始加速到出口处所需的时间
C.如果fm,粒子能获得的最大动能为
D.如果fm,粒子能获得的最大动能为
  • 题型:未知
  • 难度:未知

(多选)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B和f,该回旋加速器也能用于加速α粒子
  • 题型:未知
  • 难度:未知

现代质谱仪可用来分析比质子重很多的离子,其示意图如图所示, 其中加速电压恒定。质子在入口处从静止开始被加速电场加速, 经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速,为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场,需将磁感应强度增加到原来的12倍。此离子和质子的质量比约为(  

A.

11

B.

12

C.

121

D.

144

来源:2016年全国统一高考理综试卷(新课标Ⅰ物理部分)
  • 题型:未知
  • 难度:未知

高中物理质谱仪和回旋加速器的工作原理选择题