回旋加速器的核心部分是两个半径为R的D型金属扁盒,如图,盒正中央开有一条窄缝,在两个D型盒之间加交变电压,于是在缝隙中形成交变电场,由于屏蔽作用,在D型盒内部电场很弱,D型盒装在真空容器中,整个装置放在巨大电磁铁的两极之间,磁场方向垂直于D型盒的底面,只要在缝隙中的交变电场的频率不变,便可保证粒子每次通过缝隙时总被加速,粒子的轨道半径不断增大,并逐渐靠近D型盒边缘,加速到最大能量E后,再用特殊的装置将它引出。在D型盒上半面中心出口A处有一正离子源,正离子所带电荷量为q、质量为m,加速时电极间电压大小恒为U。(加速时的加速时间很短,可忽略;正离子从离子源出发时初速为零)。则下列说法正确的是( )
A.增大交变电压U,则正离子在加速器中运行时间将变短 |
B.增大交变电压U,则正离子在加速器中运行时间将不变 |
C.正离子第n次穿过窄缝前后的速率之比为 |
D.回旋加速器所加交变电压的频率为 |
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,都恰好在电压为U时并被加速,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.D形盒半径R、磁感应强度B不变,若加速电压U越高,质子的能量E将越大 |
B.磁感应强度B不变,若加速电压U不变,D形盒半径R越大、质子的能量E将越大 |
C.D形盒半径R、磁感应强度B不变,若加速电压U越高,质子的在加速器中的运动时间将越长 |
D.D形盒半径R、磁感应强度B不变,若加速电压U越高,质子的在加速器中的运动时间将越短 |
回旋加速器是获得高能量带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电源的两极相连接的两个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,关于回旋加速器的下列说法中正确的是( )
A.加速电压越大,带电粒子从D形盒射出时的动能越大 |
B.带电粒子从D形盒射出时动能与磁场的强弱无关 |
C.交变电场的周期应为带电粒子做圆周运动周期的二倍 |
D.用同一回旋加速器分别加速不同的带电粒子,一般要调节交变电场的频率 |
如图所示为质谱仪的原理图.利用这种质谱仪可以对氢元素进行测量.氢元素的各种同位素,从容器A下方的小孔S1进入加速电压为U的加速电场,可以认为从容器出来的粒子初速度为零.粒子被加速后从小孔S2进入磁感应强度为B的匀强磁场,最后打在照相底片D上,形成a、b、c三条质谱线.关于氢的三种同位素进入磁场时速率的排列顺序和三条谱线的排列顺序,下列说法中正确的是:
A.进磁场时速率从大到小的排列顺序是氕、氘、氚 |
B.进磁场时速率从大到小的排列顺序是氚、氘、氕 |
C.a、b、c三条谱线的排列顺序是氕、氘、氚 |
D.a、b、c三条谱线的排列顺序是氘、氚、氕 |
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的周期性变化的电场,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,要增大带电粒子射出时的动能,则下列说法中正确的是( )
A.减小磁场的磁感应强度 |
B.增大匀强电场间的加速电压 |
C.增大D形金属盒的半径 |
D.减小狭缝间的距离 |
一个用于加速质子的回旋加速器,其核心部分如图所示,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,两盒分别与交流电源相连.下列说法正确的是
A.质子被加速后的最大速度随B、R的增大而增大
B.质子被加速后的最大速度随加速电压的增大而增大
C.只要R足够大,质子的速度可以被加速到任意值
D.为了使质子每次经过D形盒间缝隙时都能得到加速,应使交变电压的周期等于质子的回旋周期
带电微粒的速度选择器示意图如图所示。若使之正常工作,则以下叙述中正确的是( )
A.P1的电势必须高于P2的电势
B.从S2出来的只能是正电荷,不能是负电荷
C.若把正常工作时的B和E的方向都改变为原来的相反方向,选择器同样正常工作
D.匀强磁场磁感应强度B、匀强电场电场强度E和被选择的速度v大小应满足v=BE
关于回旋加速器的说法正确的是( )
A.回旋加速器是利用磁场对运动电荷的作用使带电粒子的速度增大的 |
B.回旋加速器是通过多次电场加速使带电粒子获得高能量的 |
C.粒子在回旋加速器中不断被加速,故在磁场中做圆周运动一周所用时间越来越小 |
D.若加速电压提高到4倍,其它条件不变,则粒子获得的最大速度就提高到2倍 |
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 |
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,粒子的荷质比越小 |
1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器,其结构如图所示。这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成,其间留有空隙,下列说法正确的是 ( )
A.离子由加速器的中心附近进入加速器 |
B.离子由加速器的边缘进入加速器 |
C.离子从电场中获得能量 |
D.离子从磁场中获得能量 |
如图是质谱仪的工作原理示意图.现有一束几种不同的正离子,经过加速电场加速后,垂直射入速度选择器(速度选择器内有相互正交的匀强电场E和匀强磁场B1),离子束保持原运动方向未发生偏转.接着进入另一匀强磁场B2,发现这些离子分成几束.最后打到极板s上,由此可得结论( )
A.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外 |
B.这些离子在B2中的运动时间相同 |
C.这些离子的电量一定不相同 |
D.这些离子的比荷一定不相同 |
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。速度选择器内匀强磁场和匀强电场的方向相互垂直,磁感应强度为B,电场强度为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,平板S下方有磁感应强度为的匀强磁场,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内 |
B.只有速率等于的带电粒子才能通过狭缝P |
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.用质谱仪可以分析同位素 |
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形金属盒处于垂直盒底的匀强磁场中,如图所示,要增大带电粒子射出时的动能,则下列说法正确的是( )
A.增大电场的加速电压 | B.增大D形金属盒的半径 |
C.减小狭缝间的距离 | D.减小磁场的磁感应强度 |
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