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题型: 单选题
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单选题

如图所示,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,D形盒半径为R.用该回旋加速器加速质子(质量数为1,核电荷数为1)时,匀强磁场的磁感应强度为B,高频交流电周期为T.(粒子通过狭缝的时间忽略不计)则(  )

A质子在D形盒中做匀速圆周运动的周期为2T

B质子被加速后的最大速度可能超过

C质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关

D不改变B和T,该回旋加速器也能用于加速α粒子(质量数为4,核电荷数为2)

正确答案

C

解析

解:A、回旋加速器中的粒子在磁场中运动的周期和高频交流电的周期相等,故A错误;

B、当粒子从D形盒中出来时的最大速度为vm=,故B错误;

C、根据qvmB=,得vm=,与加速的电压无关.故C正确.

D、根据T=,知质子换成α粒子,比荷发生变化,则在磁场中运动周期发生变化,回旋加速器粒子在磁场中运动的周期和高频交流电的周期相等,故需要改变磁感应强度或交流电的周期.故D错误.

故选:C.

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题型: 多选题
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多选题

用于加速粒子的回旋加速器其核心部分如图所示,两D形盒分别与电源相连.下列说法正确的是(  )

A质子仅由电场加速

B质子在电场中被加速,加速电压越高,射出的速率v越大

CD型盒的直径越大,射出的率度v越大

D质子在磁场中运动的周期随质子速度增大而增大

正确答案

A,C

解析

解:A、质子是在电场中加速的,磁场只改变质子的运动方向,使质子在磁场中做圆周运动,起到偏转作用.故A正确.

B、C、带电粒子从D形盒中射出时的动能 Ekm=mvm2 (1)

带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,则圆周半径 R=(2)

由(1)(2)可得Ekm=

显然,当带电粒子q、m一定的,则Ekm∝R2 B2,故B错误、C正确.

D、质子在磁场中运动的周期为T=,与质子的速度无关,故D错误.

故选:AC.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,电容器两极板相距为d,两端电压为U,板间匀强磁场磁感应强度为B1,一束带正电的粒子从图示方向射入,穿过电容器后进入另一匀强磁场B2,结果分别打在a、b两点,两点间的距离为△R,由此可知,打在两点的粒子质量差上△m=______

(均带电量为q的正电荷).

正确答案

解:在电容器中受力平衡有:qvB1=qE.解得=

进入磁场B2后,qvB2=

解得R=

同位素的电量相等,质量不等.有

所以

故答案为:

解析

解:在电容器中受力平衡有:qvB1=qE.解得=

进入磁场B2后,qvB2=

解得R=

同位素的电量相等,质量不等.有

所以

故答案为:

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题型: 多选题
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多选题

如图所示,回旋加速器D形盒的半径为R,所加磁场的磁感应强度为B,被加速的质子从D形盒中央由静止出发,经交变电场加速后进人磁场.设质子在磁场中做匀速圆周运动的周期为T,若忽略质子在电场中的加速时间,则下列说法正确的是(  )

A如果只增大交变电压U,则质子在加速器中运行时间将变短

B如果只增大交变电压U,则电荷的最大动能会变大

C质子在电场中加速的次数越多,其最大动能越大

D交流电的周期应为

正确答案

A,C

解析

解:A、如果只增大交变电压U,则质子在加速器中加速次数缩短,因此质子的运行时间将变短,故A正确.

    B、根据qvmB=m,得vm=,与加速的电压无关.故B错误.

    C、根据.可知,当加速次数越多时,则获得的动能越大,故C正确.

    D、回旋加速器粒子在磁场中运动的周期和高频交流电的周期相等.故D错误.

故选AC.

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题型: 单选题
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单选题

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(氢核)时,匀强磁场的磁感应强度为B,高频交流电的频率为f.质子质量为m,电荷量为e.则下列说法正确的是(  )

A高频交流电频率应为f=

B质子被加速后的最大动能Ek不可能超过

C质子被加速后的最大动能与狭缝间的加速电压、加速次数有关

D不改变B和f,该回旋加速器也能用于加速α粒子(即氦核)

正确答案

B

解析

解:A、由回旋加速器高频交流电频率等于质子运动的频率,则有f=,故A错误;

B、由evB=m 可得回旋加速器加速质子的最大速度为v=,则最大动能Ek不可能超过,故B正确.

C、联立解得质子被加速后的最大速度不可能超过2πfR,可见,最大速度与加速电场的电压无关,故C错误;

D、由T=知,α粒子在回旋加速器中运动的频率是质子的,不改变B和f,该回旋加速器不能用于加速α粒子,故D错误.

故选:B.

下一知识点 : 回旋加速器
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