- 质谱仪
- 共880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( )
正确答案
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.
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( )
正确答案
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.
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:.
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( )
正确答案
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.
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( )
正确答案
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.
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