质谱仪
共880题

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质谱仪
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题型：填空题

填空题

回旋加速器的D型金属盒半径为R，两D型盒间电压为U，电场视为匀强电场，用来加速质量为m，电荷量为q的质子，使质子由静止加速到能量为E后，由小孔射出．（设质子每次经过电场加速后增加相同的能量）求：

（1）加速器中匀强磁场B的大小．

（2）加速到上述能量所需的回旋次数．

（3）加速到上述能量所需时间．（不计经过电场的时间）

正确答案

解析

解：（1）根据qvmB=m，得最大动能E=mvm2=，

因此加速器中匀强磁场B的大小：；

（2）加速电压为U，则质子每次经电场加速后能量为EK0=qU；

设共加速N次，则有：N=；

（3）根据T=，结合磁场的大小，则有：，

因质子在磁场中运动的周期与交变电场的周期相等，则交变电场的周期为．

质子在一个周期内，被加速两次，则加速时间为；

答：（1）加速器中匀强磁场B的大小为．

（2）加速到上述能量所需的回旋次数为．

（3）加速到上述能量所需时间为．

题型：多选题

多选题

1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示．这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是（　　）

A粒子由加速器的中心附近进入加速器

B粒子由加速器的边缘进入加速器

C粒子从电场中获得能量

D粒子从磁场中获得能量

正确答案

A,C

解析

解：要加速次数最多最终能量最大，则被加速离子只能由加速器的中心附近进入加速器，而从边缘离开加速器，故A正确，B错误．

由于洛伦兹力并不做功，而离子通过电场时有qU=mv2，故离子是从电场中获得能量，故C正确，D错误．

故选：AC．

题型：单选题

单选题

（2015秋•石家庄校级期末）质谱仪主要由加速电场和偏转磁场组成，其原理图如图．设想有一个静止的带电粒子P（不计重力），经电压为U的电场加速后，垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到底片上的D点，设OD=x，则图中能正确反映x2与U之间函数关系的是

（　　）

正确答案

解析

解：根据动能定理qU=mv2

得，v=．

粒子在磁场中偏转洛伦兹力提供向心力qvB=m，则R=．

x=2R=．知x2∝U．故A正确，B、C、D错误．

故选：A．

题型：多选题

多选题

1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如甲图所示，其核心部分是两个D形金属盒，其间留有空隙．在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连．带电粒子在磁场中运动的动能Ek随时间t的变化规律如图乙所示，忽略带电粒子在电场中的加速时间，不计粒子重力，则下列判断正确的是（　　）

A在Ekt图象中应有t4-t3=t3-t2=t2-t1

B高频电源的变化周期应该等于tn-tn-1

C粒子加速次数越多，粒子最大动能一定越大

D要想粒子获得的最大动能越大，可增加D形盒的直径

正确答案

A,D

解析

解：A、据T=，粒子回旋周期不变，在Ek-t图中应有t4-t3=t3-t2=t2-t1，故A正确；

B、高频电源的变化周期应该等于粒子在磁场中的周期，故应为tn-tn-2；故B错误；

C、根据据公式r=，有v=，故最大动能Ekm=mv2=，粒子的最大动能与加速次数无关；故C错误，

D、由C的分析可知，最大动能决定于D形盒的半径；故要想粒子获得的最大动能越大，可增加D形盒的直径；故D正确；

故选：AD．

题型：多选题

多选题

如图所示，回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的装置，其核心部分是两个“D”型金属盒，置于匀强磁场中，两盒分别与高频交流电源相连，则带电粒子获得的最大动能与下列哪些因素有关（　　）

A加速的次数

B加速电压的大小

CD型盒的半径

D匀强磁场的磁感应强度

正确答案

C,D

解析

解：根据qvB=m得，最大速度v=，则最大动能EKm=mv2=．知最大动能和金属盒的半径以及磁感应强度有关，与加速的次数和加速电压的大小无关．故C、D正确，A、B错误．

故选：CD．

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