- 质谱仪
- 共880题
用回旋加速器来加速α粒子,为使α粒子获得的动能增为原来的4倍,原则上可采用的方法是:( )
正确答案
解析
解:根据qvB=得,粒子离开回旋加速器的速度v=
,则粒子的动能
.
A、将回旋加速器的磁感应强度增为原来的2倍,则动能变为原来的4倍.故A正确.
B、将回旋加速器的电压U增大为原来的4倍,粒子的动能不变.故B错误.
C、将D形盒的半径增大为原来的2倍,则动能变为原来的4倍.故C正确.
D、将磁感应强度B与D形盒的半径,同时增大为原来的2倍,则粒子的动能变为原来的16倍.故D错误.
故选:AC.
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( )
正确答案
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正确而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错误,而D正确.
故选AD.
如图是质谱仪的工作原理示意图.带电粒子被加速电场加速后,进入速度选择器.速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E.平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2.平板S下方有磁感应强度为B0的匀强磁场.下列表述错误的是( )
正确答案
解析
解:
A、进入磁场B0的粒子由洛伦兹力提供向心力,应满足:qvB0=m,得
=
,知道粒子电量后,便可求出m的质量,所以质谱仪可以用来分析同位素,故A正确;
B、在速度选择器中,假设粒子带正电,电场力向右,电场力与洛伦兹力必须平衡,粒子才能通过选择器,所以洛伦兹力向左,由左手定则可判断磁场方向垂直直面向外,故B错误;
C、在速度选择器中,由qE=qvB,得v=,此时离子受力平衡,可沿直线穿过选择器,故C正确;
D、由=
,知R越小,粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的比荷越大,故D正确;
本题选错误的,故选:B.
1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器(图1),这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成,其间留有空隙,回旋加速器是利用较低电压的高频电源使粒子经多次加速获得巨大速度的一种仪器,工作原理如图2,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、粒子在磁场中圆周运动的周期为 T=,周期与轨道半径无关,可知粒子由A0运动到A1与粒子由A2运动到A3所用时间都是半个周期,时间相等.故A错误.
B、设D形盒半径为R,磁感应强度为B,则由R=,粒子获得的动能为 Ek=
,所以同一粒子获得的动能与交流电源电压无关,故B错误.
C、回旋加速器是利用电场加速,粒子的能量是电场提供,故C正确.
D、回旋加速器中,高频电源的周期与被加速带电粒子做匀速圆周运动的周期相同,故D错误.
故选:C.
关于回旋加速器的下列说法,其中正确的有( )
正确答案
解析
解:A、回旋加速器是靠电场加速,而磁场是用来改变速度方向的,故A错误;
B、根据qvB=m和T=
得,T=
,知粒子在磁场中运动半周所需时间不变;
CD、根据qvB=m知出D形盒时的速度vm=
,则粒子出D形盒时的动能:Ekm=
=
,由此知回旋加速器的半径越大,同一带电粒子获得的动能越大,与交流电源的电压大小无关,故C正确,D错误.
故选:C.
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