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极相连接的两个D形金属盒,两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场,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,要增大带电粒子射出时的动能,则下列说法中正确的是![]()
| A.增大狭缝间的距离 | B.增大D形金属盒的半径 |
| C.增大电场间的加速电压 | D.减小狭缝间的距离 |
如图甲所示是回旋加速器的示意图,其核心部分是两个D形金属盒,在加速带电粒子时,两金属盒置于匀强磁场中,并分别与高频电源相连。带电粒子在磁场中运动的动能Ek随时间t的变化规律如图乙所示,若忽略带电粒子在电场中的加速时间,则下列判断中正确的是![]()
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| A.在Ek-t图中应有 |
| B.高频电源的变化周期应该等于 |
| C.当电源电压减小为 |
| D.粒子在D形盒中每一次加速速度的增量大小相等 |
下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 ![]()
| A.a的质量一定大于b的质量 |
| B.a的电荷量一定大于b的电荷量 |
| C.a运动的时间大于b运动的时间 |
| D.a的比荷大于b的比荷 |
回旋加速器的核心部分是两个半径为R的D型金属扁盒,如图,盒正中央开有一条窄缝,在两个D型盒之间加交变电压,于是在缝隙中形成交变电场,由于屏蔽作用,在D型盒内部电场很弱,D型盒装在真空容器中,整个装置放在巨大电磁铁的两极之间,磁场方向垂直于D型盒的底面,只要在缝隙中的交变电场的频率不变,便可保证粒子每次通过缝隙时总被加速,粒子的轨道半径不断增大,并逐渐靠近D型盒边缘,加速到最大能量E后,再用特殊的装置将它引出。在D型盒上半面中心出口A处有一正离子源,正离子所带电荷量为q、质量为m,加速时电极间电压大小恒为U。(加速时的加速时间很短,可忽略;正离子从离子源出发时初速为零)。则下列说法正确的是![]()
| A.增大交变电压U,则正离子在加速器中运行时间将变短 |
| B.增大交变电压U,则正离子在加速器中运行时间将不变 |
| C.正离子第n次穿过窄缝前后的速率之比为 |
| D.回旋加速器所加交变电压的频率为 |
如图甲所示,回旋加速器置于大小恒定的匀强磁场中,磁场方向与回旋加速器的两个D型金属盒面垂直;两个D型金属盒分别与高频电源相连。某带电粒子加速时的动能Ek随时间t变化规律如乙图所示。不计带电粒子在电场中的加速时间和粒子重力。则以下判断正确的是![]()
| A.高频电源的变化周期等于T=tn-tn-1 |
| B.在Ek-t图象中t4-t3=t3-t2=t2-t1 |
| C.粒子获得的最大动能与粒子在磁场中加速的次数无关 |
| D.粒子获得的最大动能与高频电源的电压有关 |
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。下列表述正确的是( )![]()
| A.质谱仪是分析同位素的重要工具 |
| B.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向内 |
| C.能通过的狭缝P的带电粒子的速率等于E/B |
| D.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的比荷越小 |
关于回旋加速器,下列说法正确的是( )
①加速器中的电场和磁场都可以使带电粒子加速
②其它量一定,加速器的半径越大粒子从加速器射出时能量越大
③其它量一定,加速电场的电压越大粒子从加速器射出时能量越大
④其它量一定,加速器中的磁感强度越大粒子从加速器射出时能量越大
| A.①② | B.①③ | C.②③ | D.②④ |
(2012年2月宁波八校联考)如图是医用回旋加速器示意图,其核心部分是两个D型金属盒,两金属盒置于匀强磁场中,并分别与高频电源相连。现分别加速氘核(
H)和氦核(
He)。下列说法中正确的是![]()
| A.它们的最大速度相同 |
| B.它们的最大动能相同 |
| C.它们在D形盒内运动的周期相同 |
| D.仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能 |
二十世纪初,卡文迪许实验室(Cavendish Laboratory)的英国物理学家阿斯顿首次制成了聚焦性能较高的质谱仪,并用此来对许多元素的同位素及其丰度进行测量,从而肯定了同位素的普遍存在。现速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪,其运动轨迹如图所示,则下列相关说法中正确的是![]()
| A.该束粒子带负电 |
| B.速度选择器的P1极板带正电 |
| C.在B2磁场中运动半径越大的粒子,质量越大 |
| D.在B2磁场中运动半径越大的粒子,比荷q/m越小 |
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形金属盒处于垂直盒底的匀强磁场中,如图所示。已知D形盒半径为R,当用回旋加速器加速质子时,匀强磁场的磁感应强度为B,高频交变电压的频率为f。则下列说法正确的是( )![]()
| A.加速电压越大,质子最后获得的速度越大 |
| B.质子最后获得的速度与加速电压的大小无关 |
| C.质子被加速后的最大速度不可能超过2πfR |
| D.不改变B和f,该回旋加速器也能用于加速电子 |