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1、选择题 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.增大匀强电场间的加速电压
B.增大磁场的磁感应强度
C.减小狭缝间的距离
D.增大D形金属盒的半径
参考答案:BD
本题解析:
本题难度:一般
2、简答题 如图所示为质谱仪的原理图,A为粒子加速器,电压为U1;B为速度选择器,磁场与电场正交,磁感应强度为B1,板间距离为d;C为偏转分离器,磁感应强度为B2.今有一质量为m、电量为q的正离子经加速后,恰好通过速度选择器,进入分离器后做半径为R的匀速圆周运动,求:
(1)粒子的速度v
(2)速度选择器的电压U2
(3)粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径R.
参考答案:(1)粒子经加速电场U1加速,获得速度V,由动能定理得:
qU1=12mv2?解得v=
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具,如图为质谱仪原理示意图。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无初速度飘入电势差为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。氢的三种同位素氕、氘、氚的电量之比为1:1:1,质量之比为1:2:3,它们最后打在照相底片D上,形成a、b、c三条“质谱线”。关于三种同位素进入磁场时速度的排列顺序和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
参考答案:D
本题解析:
本题难度:一般
4、计算题 (8分)质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具,它的构造原理如图所示.离子源S产生的各种不同正离子束(速度可看作为零),经加速电场(加速电场极板间的距离为d、电势差为U)加速,然后垂直进入磁感应强度为B的有界匀强磁场中做匀速圆周运动,最后到达记录它的照相底片P上.设离子在P上的位置与入口处S1之间的距离为x。
(1)求该离子的荷质比.
(2)若离子源产生的是带电量为q、质量为m1和m2的同位素离子(m1>m2),它们分别到达照相底片上的P1、P2位置(图中末画出),求P1、P2间的距离△x。
参考答案:(1)? (2)
本题解析:(1)离子在电场中加速,由动能定理得①
离子在磁场中做匀速圆周运动,由牛顿第二定律得:②
由①②式可得:④
(2)由①②式可得粒子m1在磁场中的运动半径是r1,则:⑤
对离子m2,同理得⑥
∴照相底片上P1、P2间的距离:⑦
本题难度:一般
5、选择题 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,与高频交流电源相连接后,使粒子每次经过两盒间的狭缝时都能得到加速,如图所示。现要增大带电粒子从回旋加速器射出时的动能,下列方法可行的是
A.仅减小磁场的磁感应强度
B.仅减小狭缝间的距离
C.仅增大高频交流电压
D.仅增大金属盒的半径
参考答案:D
本题解析:要使带电粒子从回旋加速器射出时的动能增大,及射出时的速度增大,粒子在磁场中做圆周运动,洛伦兹力提供向心力?,所以,可见要增大速度,需增大磁场的磁感应强度,增大金属盒的半径,D正确,ABC错误。
本题难度:一般
There is no satiety in study. 学而不厌.