- 质谱仪
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用同一回旋加速器分别对质子()和氦离子(
)加速后( )
正确答案
解析
解:根据qvB=m,R为D形盒的半径.
则最大速度v=.
粒子的最大动能Ekm=mv2=
,质子电荷数为1,质量数为1,氦核电荷数为2,质量数为4,可知两微粒获得的动能相等;
故B正确,A、C、D错误.
故选:B.
如图是回旋加速器的工作原理图.D1和D2是两个中空的半圆金属盒,它们之间有一定的电压,A处的粒子源产生的带电粒子,在两盒之间被电场加速.两半圆盒处于与盒面垂直的匀强磁场中,粒子在半圆盒中做匀速圆周运动.不计带电粒子在电场中的加速时间,不考虑由相对论效应带来的影响,则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据加速原理,当粒子在磁场中运动的周期与交变电压的周期同步时,才能处于加速状态,故A正确;
BC、加速器中的电场可以使带电粒子加速,而磁场只使粒子偏转,对粒子不做功,
根据qvB=m得,最大速度v=
,则最大动能EKm=
mv2=
可知,粒子的最大动能只与粒子本身的荷质比,加速器半径,和磁场大小有关,与加速电压无关,故BC错误;
D、粒子在回旋加速器中运动的总时间,与粒子在电场加速与磁场偏转次数,而电压越高,则次数越少.故D正确;
故选:AD.
如图所示,回旋加速器的两D形金属盒处于垂直于盒底面的匀强磁场中,设匀强磁场的磁感应强度为B,D形金属盒的半径为R,狭缝间的距离为d,加速电压为U,若要增大带电粒子(电荷量为q、质量为m,不计重力)射出时的动能,则下列方法中哪些可行( )
正确答案
解析
解:由qvB=得,v=
则粒子的最大动能.与加速的电压、狭缝间的距离无关.增大磁感应强度和D形盒的半径,可以增加射出时的动能.故C、D正确,A、B错误.
故选CD.
回旋加速器的原理如图所示,它由两个铜质D形盒D1、D2构成,其间留有空隙,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、粒子在磁场中偏转,洛伦兹力不做功,在电场中加速,电场力做正功,知离子在电场中获得能量,在磁场中能量不变.故A错误,B正确.
C、根据qvB=m,结合v=
,可知,T=
,则有,粒子在D形盒中的运动周期不变,故C正确.D错误.
故选:BC.
如图 所示,有a、b、c、d四个离子,它们带等量正电荷,质量不等,有ma=mb<mc=md,以不等的速率va<vb=vc<vd进入速度选择器后,有两种离子从速度选择器中射出,进入B2磁场,由此可判定( )不考虑重力.
正确答案
解析
解:A、在速度选择器中,有qE=qvB.v=,只有速度满足一定值的粒子才能通过速度选择器,故只有b、c两粒子能通过速度选择器进入磁场B2,根据r=
,知质量大的半径大,知射向A1的是b离子,射向A2的是c离子.故AB错误.
C、通过在磁场中偏转知,粒子带正电.在速度选择器中,有qE=qvB.v=.所以只有b、c两粒子能通过速度选择器.a的速度小于d的速度,所以a的电场力大于洛伦兹力,a向P1板偏转.故C错误,D正确.
故选:D.
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