- 质谱仪
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以下关于回旋加速器的说法不正确的是( )
正确答案
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.
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( )
正确答案
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.
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( )
正确答案
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.
(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( )
正确答案
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.
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氕:v氘:v氚=______,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氕:v氘:v氚=
.
根据r=,可知r氚>r氘>r氕,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
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