- 质谱仪
- 共880题
在回旋加速器中( )
正确答案
解析
解:A、回旋加速器是利用电场对粒子进行行加速和磁场进行偏转.故A正确,B错误.
C、根据qvB=m得,最大速度v=
,则最大动能EKm=
mv2=
,知同一粒子,回旋加速器的半径越大,获得的动能越大.故C正确.
D、最大动能EKm=mv2=
,与交流电压的频率无关.故D错误.
故选:AC.
回旋加速器是用来加速带电粒子使它们获得很大动能的仪器,其核心部分是两个D形金属扁盒,两盒分别和一高频交流电源两极相接,以便在盒内的狭缝中形成匀强电场,使粒子每次穿过狭缝时都得到加速(加速时电压为U),两盒放在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于盒底面,粒子源置于盒的圆心附近,若粒子源射出的粒子电荷量为q、质量为m,粒子最大回旋半径为R,求:(设粒子加速时质量不变,且不考虑粒子从粒子源出来时具有的能量)
(1)能加速带电粒子是电场还是磁场,带电粒子在D形盒内做何种运动;
(2)带电粒子离开加速器时的最大速度及最大动能;
(3)带电粒子在D形盒内运动的总时间?
正确答案
解:(1)能加速带电粒子的是电场; 带电粒子在盒内做匀速圆周运动.
(2)由qvmB=m得
解得vm=.
最大动能:
(3)由能量守恒得mv2=nqU
则离子匀速圆周运动总时间t1=
离子在匀强电场中的加速度为a=
匀加速总时间t2=
解得t=t1+t2=.
答:(1)能加速带电粒子是电场,带电粒子在D形盒内做匀速圆周运动;
(2)带电粒子离开加速器时的最大速度是,最大动能是
;
(3)带电粒子在D形盒内运动的总时间是.
解析
解:(1)能加速带电粒子的是电场; 带电粒子在盒内做匀速圆周运动.
(2)由qvmB=m得
解得vm=.
最大动能:
(3)由能量守恒得mv2=nqU
则离子匀速圆周运动总时间t1=
离子在匀强电场中的加速度为a=
匀加速总时间t2=
解得t=t1+t2=.
答:(1)能加速带电粒子是电场,带电粒子在D形盒内做匀速圆周运动;
(2)带电粒子离开加速器时的最大速度是,最大动能是
;
(3)带电粒子在D形盒内运动的总时间是.
回旋加速器是用来加速带电粒子的装置,如图所示.如果用同一回旋加速器分别加速氚核(
)和α粒子(
)比较它们所加的高频交流电源的周期和获得的最大动能的大小,有( )
正确答案
解析
解:带电粒子在磁场中运动的周期与交流电源的周期相同,根据T=,知氚核(13H)的质量与电量的比值大于α粒子(24He),所以氚核在磁场中运动的周期大,则加速氚核的交流电源的周期较大.
根据qvB=m得,最大速度v=
,则最大动能EKm=
mv2=
,
氚核的质量是α粒子的倍,氚核的电量是
倍,则氚核的最大动能是α粒子的
倍,即氚核的最大动能较小.故B正确,A、C、D错误.
故选:B.
如图所示,回旋加速器与交流电源相接,匀强磁场垂直于D型盒.以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据r=知,粒子每经过一次加速,轨道半径便增大一些.故A正确.
B、根据T=知,粒子速度增大,周期不变,所以在D形盒中运动半个圆周的时间不变.故B错误.
C、粒子出D形盒时的速度最大,根据R=得,
,解得最大动能
,与 交流电压无关,增大交流电源的电压,粒子射出D形盒的动能不变.故C错误,D正确.
故选:AD.
以下说法不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、作曲线运动的物体,是变速运动,存在加速度,一定受到外力的作用,故A正确;
B、金属铂的电阻率随温度变化而变化,从而可能制作的铂金属温度计,故B正确;
C、在回旋加速器中电场对粒子加速,但根据,及R=
,则有:
,因此D形盒间所加电压大小与获得的速度大小无关,故C不正确;
D、安培力是洛伦兹力的宏观表现,由左手定则可知,洛伦兹力与速度总垂直,则其力不做功,而安培力可以做功,故D正确;
本题选择不正确的,故选:C.
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