质谱仪是一种测定带电粒子质量或分析同位素的重要设备,它的构造原理如图所示.离子源S产生的各种不同正离子束(速度可视为零),经MN间的加速电压U加速后从小孔S1垂直于磁感线进入匀强磁场,运转半周后到达照相底片上的P点.设P到S1的距离为x,则 ( )![]()
| A.若离子束是同位素,则x越大对应的离子质量越小 |
| B.若离子束是同位素,则x越大对应的离子质量越大 |
| C.只要x相同,对应的离子质量一定相同 |
| D.只要x相同,对应的离子的比荷一定相等 |
1930年,劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器,工作原理示意图如图所示。关于回旋加速器,下列说法正确的是 ![]()
| A.粒子从电场中获得能量 |
| B.交流电的周期随粒子速度的增大而增大 |
| C.要使粒子获得的最大动能增大,可以增大D形盒的半径 |
| D.不改变交流电的频率和磁感应强度B,加速质子的回旋加速器也可以用来加速α粒子 |
用回旋加速器分别加速
粒子和质子时,若磁场相同,则加在两个D形盒间的交变电压的频率应不同,其频率之比为( )
| A.1:1 | B.1:3 | C.2:1 | D.1:2 |
物理理论成果总要推动社会实践科学的应用和发展,下列实践成果中属于应用了带电粒子在磁场中的偏转原理的是:( )
| A.回旋加速器 | B.避雷针 | C.电视显像管 | D.验电器 |
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形合D1、D2构成,其间留有空隙,下列说法正确的是( )![]()
| A.离子由加速器的中心附近进入加速器 |
| B.离子由加速器的边缘进入加速器 |
| C.离子从磁场中获得能量 |
| D.离子从电场中获得能量 |
如下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下方有强度为B0的匀强磁场.下列表述正确的是( )![]()
| A.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里 |
| B.质谱仪是分析同位素的重要工具 |
| C.能通过狭缝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,粒子的荷质比越小 |
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。下列表述正确的是![]()
| A.只有带正电的粒子能通过速度选择器沿直线进入狭缝P |
| B.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里 |
| C.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的比荷越大 |
| D.能通过的狭缝P的带电粒子的速率等于 |
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。在保持匀强磁场和加速电压不变的情况下用同一装置分别对质子(
)和氦核(
)加速,则下列说法中正确的是( )![]()
| A.质子与氦核所能达到的最大速度之比为l:2 |
| B.质子与氦核所能达到的最大速度之比为2:l |
| C.加速质子、氦核时交流电的周期之比为2:l |
| D.加速质子、氦核时交流电的周期之比为l:2 |
1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱仪的研究荣获了诺贝尔化学奖。若一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示,则下列说法中正确的是:( )![]()
| A.该束带电粒子带负电 |
| B.速度选择器的P1极板带负电 |
| 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,下列说法正确的是 ( )![]()
| A.粒子在磁场中做匀速圆周运动 |
| B.粒子的运动周期和运动速率成正比 |
| C.粒子的轨道半径与它的速率成正比 |
| D.粒子由A0运动到A1比粒子由A2运动到A3所用时间少 |