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题型: 单选题
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单选题

以下关于回旋加速器的说法不正确的是(  )

A加速不同粒子时,两D形盒间所加的交变电的频率应不同

B加速器对粒子加速过程中,随粒子速率的不断增大,交变电的频率应逐渐增大

C增大D形盒的半径可以使粒子获得更大的能量

D增大D形盒中磁场的磁感应强度可以使粒子获得更大的能量

正确答案

B

解析

解:A、根据周期公式,T=,则有f=因此不同粒子,比荷不同,则频率不同,故A正确;

B、带电粒子源源不断的在电场中处于加速状态,从而获得能量.虽速度增大,但在磁场中周期不变,所以粒子的运动周期是固定的,故B错误;

CD、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

即Ekm随磁场的磁感应强度B、D形金属盒的半径R的增大而增大,与加速电场的电压和狭缝距离无关,故CD正确;

本题选择错误的,故选:B.

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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时,匀强磁场的磁感应强度为B,高频交流电频率为f.则下列说法正确的是(  )

A只要R足够大,质子的速度可以被加速到任意值

B质子被加速后的最大速度可以超过2πtR

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f,该回旋加速器也能用于加速a粒子

正确答案

C

解析

解:A、考虑到狭义相对论,任何物体速度不可能超过光速,故A错误;

B、T=得:v=2πrf当r=R时,v最大,此v=2πfR,不会超过此值,故B错误;

C、qvB=m得:v=当r=R时,v最大,v=由此可知质子的最大速度只与粒子本身的荷质比,加速器半径,和磁场大小有关,故C正确;

D、此加速器加速电场周期T=加速α粒子时T=两个周期不同,不能加速α粒子.故D错误;

故选:C.

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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,其主体部分是两个D形金属盒.两金属盒处在垂直于盒底的匀强磁场中,并分别与高频交流电源两极相连接,从而使粒子每次经过两盒间的狭缝时都得到加速,如图所示.现要增大带电粒子从回旋加速器射出时的动能,下列方法可行的是(  )

A减小磁场的磁感应强度

B减小狭缝间的距离

C增大高频交流电压

D增大金属盒的半径

正确答案

D

解析

解: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即Ekm随磁场的磁感应强度B、D形金属盒的半径R的增大而增大,与加速电场的电压和狭缝距离无关,

故选D.

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题型: 多选题
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多选题

(2015秋•广西校级月考)图示是回旋加速器的原理图,某同学想把回旋加速器改造成带电粒子离开D型金属盒的动能大小可以调节的回旋加速器,下列方法可行的是(  )

A只改变加速电场的电压

B只改变D型金属盒的半径

C只改变高频交流电的频率

D同时改变高频交流电的频率和D型金属盒的磁场的磁感应强度

正确答案

B,D

解析

解: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=

而周期公式T=

显然,当带电粒子q、m一定的,则Ekm∝R2 B2

即Ekm随磁场的磁感应强度B、D形金属盒的半径R有关,与加速电场的电压无关,

而当改变磁场时,必须改变高频交流电的频率,否则会使电荷的比何发生变化,故BD正确,AC错误;

故选:BD.

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题型:填空题
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填空题

质谱仪是______重要工具.如图所示为质谱仪的原理示意图.现利用这种质谱议对氢元素进行测量.氢元素的各种同位素从容器A下方的小孔S无初速度飘入电势差为U的加速电场.加速后垂直进入磁感强度为B的匀强磁场中.氢的三种同位素氕、氘、氚的电量之比为1:1:1,质量之比为1:2:3,它们最后打在照相底片D上,形成a、b、c三条“质谱线”.则三种同位素进入磁场时速度v:v:v=______,a、b、c三条“质谱线”的排列顺序依次是______

正确答案

测定带电粒子质量和分析同位素

氚、氘、氕

解析

解:质谱仪是测定带电粒子质量和分析同位素.

根据qU=,解得v=,因为氢的三种同位素氕、氘、氚的电量之比为1:1:1,质量之比为1:2:3,则v:v:v=

根据r=,可知r>r>r,所以a、b、c三条“质谱线”的排列顺序依次是氚、氘、氕.

故答案为:测定带电粒子质量和分析同位素;  ;  氚、氘、氕

下一知识点 : 回旋加速器
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