1、选择题 用回旋加速器来加速质子,为了使质子获得的动能增加为原来的4倍,原则上可采用下列哪几种方法:(?)
A.将其磁感应强度增大为原来的2倍
B.将其磁感应强度增大为原来的4倍
C.将D形金属盒的半径增大为原来的2倍
D.将D形金属盒的半径增大为原来的4倍
参考答案:AC
本题解析:略
本题难度:简单
2、选择题 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
参考答案:ABC
本题解析:进入B0的粒子满足,即,知道粒子电量后,便可求出m的质量,所以质谱仪可以用来分析同位素,故A正确;根据原理图可知粒子带正电,则受电场力向右,故洛伦兹力必向左,由左手定则可判断磁场方向垂直直面向外,故B正确;由qE=qvB,得,此时离子受力平衡,可沿直线穿过选择器,故C正确;由,知R越小,荷质比越大,故D错误;故选:AC
本题难度:一般
3、选择题 两个相同的回旋加速器,分别接在加速电压U1和U2的高频电源上,且 U1>U2,有两个相同的带电粒子分别在这两个加速器中运动,设两个粒子在加速器中运动的时间分别为t1和t2,获得的最大动能分别为Ek1和Ek2,则(?)
A.t1<t2 ,Ek1 >Ek2
B.t1=t2 , Ek1<Ek2
C.t1> t2 ,Ek1=Ek2
D.t1<t2 ,Ek1=Ek2
参考答案:D
本题解析:粒子最后运动的最大半径相同都是D型盒的半径,根据公式:,最后获得的最大动能:,相同的粒子,相同的回旋加速器,所以最后初动能相同,又因为周期,旋转一周的时间相同,电压大加速的次数少,旋转的圈数少,所以时间短,D对。
本题难度:简单
4、选择题 如图(a)是用来加速带电粒子的回旋加速器示意图,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。带电粒子在运动中的动能Ek随时间t的变化规律如图(b)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.由Ek-t图可知,要想粒子获得的最大动能越大,则要求D形盒的面积也越大
B.在Ek-t图中应有t4-t3=t3-t2=t2-t1
C.高频电源的变化周期应该等于tn-tn-1
D.由Ek-t图可知,粒子加速次数越多,粒子最大动能一定越大
参考答案:AB
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 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,在两盒间的窄缝中形成交变电场,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匀速圆周运动,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(H)和粒子(He),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,可知
A.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
B.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
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