- 质谱仪
- 共880题
用同一回旋加速器分别对质子和氘核进行加速(质子质量为m,电荷量为e,氘核质量为2m,电荷量为e),当它们都从D形盒边缘离开加速器时,质子与氘核获得的动能之比为( )
正确答案
解析
解:粒子离开回旋加速器的速度最大,根据qvB=m,
知v=.
则动能为:Ek=mv2=
,
因质子(H)和氘核(
H),且磁场与半径相同,所以动能与电量的平方成正比,与质量成反比,
则有:质子与氘核获得的动能之比为2:1;
故选:B.
如图所示,甲是回旋加速器的原理图,乙是研究自感现象的实验电路图,丙是探究单摆周期装置图,丁图是动圈式话筒的原理图,以下说法正确的是 ( )
正确答案
解析
解:A、根据得,粒子的最大速度
,可知最大速度与加速电压无关.故A错误.
B、电键断开的瞬间,由于线圈对电流有阻碍作用,通过线圈的电流会通过灯泡A,所以灯泡A不会立即熄灭,若断开前,通过电感的电流大于灯泡的电流,断开开关后,灯泡会闪亮一下然后逐渐熄灭.若断开前,通过电感的电流小于等于灯泡的电流,断开开关后,灯泡不会闪亮一下.故B错误.
C、通过累积法测量单摆的周期,可以减小测量的误差.故C正确.
D、丁图利用了电磁感应的原理,声波使膜片振动,从而带动音圈产生感应电流.故D正确.
故选:CD.
(2015秋•潍坊校级期末)回旋加速器是获得高能带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电源的两极相连的两个D形盒,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,关于回旋加速器的下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据,解得v=
,带电粒子射出时的动能
,与加速的电压无关,与磁感应强度的大小有关.故A、B错误.
C、交变电场的周期与带电粒子运动的周期相等,带电粒子在匀强磁场中运动的周期T=,与粒子的速度无关,所以加速后,交变电场的周期不需改变,不同的带电粒子,在磁场中运动的周期不等,所以加速不同的带电粒子,一般要调节交变电场的频率.故C错误,D正确.
故选D.
回旋加速器的工作原理如图所示,置于髙真空中的两个D形金属盒分别和高频交流电源 相连接,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计,匀强磁场与盒面垂直. A处粒子源产生的粒子(初速度和重力均忽略不计),在两盒之间被电场加速,直到达到 最大圆周半径时被引出.现用该装置分别加速质子和a粒子(a粒子电荷量是质子的2倍,a粒子质量是质 子的4倍),保持高频交流电源的频率不变,粒子在磁 场中做圆周运动的频率等于加速电场的频率,则质子 与a粒子最大动能之比为( )
正确答案
解析
解:A、根据qvB=,解得v=
,则粒子的最大动能
.因为粒子在磁场中的运动周期等于电场的加速周期,
,因为周期保持不变,质子和α粒子的电量之比为1:2,质量比为1:4,则加速两种粒子的磁感应强度之比为1:2,所以最大动能之比为1:4.故D正确,A、B、C错误.
故选D.
如图是质谱仪工作原理的示意图.带电粒子a、b经电压U加速(在A点初速度为零)后,进入磁感应强度为B的匀强磁场做匀速圆周运动,最后分别打在感光板S上的x1、x2处.图中半圆形的虚线分别表示带电粒子a、b所通过的路径,则( )
正确答案
解析
解:设粒子经电场加速后的速度大小为v,磁场中圆周运动的半径为r,电荷量和质量分别为q、m,打在感光板上的距离为S.
根据动能定理,得
qU=mv2,
v=
由qvB=m,
r==
则S=2r=
得到=
由图,Sa<Sb,U、B相同,则>
;
而a的质量可能大于b的质量,a的电荷量可能大于b的电荷量,故ABC正确,D错误;
故选:ABC.
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