万考题-全国中小学题库

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1．如图所示，不同元素的二价离子经加速后竖直向下射入由正交的匀强电场和匀强磁场组成的粒子速度选择器，恰好都能沿直线穿过，然后垂直于磁感线进入速度选择器下方另一个匀强磁场，偏转半周后分别打在荧屏上的M、N两点．下列说法中正确的有（）

A: 这两种二价离子一定都是负离子

B: 速度选择器中的匀强磁场方向垂直于纸面向里

C: 打在M、N两点的离子的质量之比为OM：ON

D: 打在M、N两点的离子在下面的磁场中经历的时间相等

难度：中等题型:常考题来源：质谱仪和回旋加速器+++++++++++++2 40

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2．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，a、b分别与高频交流电源两极相连接，下列说法正确的是（）

A: 离子从磁场中获得能量

B: 带电粒子的运动周期是不变的

C: 离子由加速器的中心附近进入加速器

D: 增大金属盒的半径，粒子射出时的动能不变

难度：中等题型:常考题来源：质谱仪和回旋加速器+++++++++++++2 40

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3．如图所示，回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的装置，其核心部分是两个D形金属盒，置于匀强磁场中，两盒分别与高频交流电源相连，则带电粒子获得的最大动能与下列哪些因素有关（）

A: D形盒半径

B: 加速电压的大小

C: 交流电的频率

D: 匀强磁场的磁感应强度

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4．如图所示是质谱仪的工作原理示意图，加速电场的电压为U，速度选择器中的电场强度为E，磁感应强度为B₁ ，偏转磁场的磁感应强度为B₂ ，一电荷量为q的带正电的粒子在加速电场中加速后进入速度选择器，刚好能从速度选择器进入偏转磁场做圆周运动，测得直径为d，照相板上有记录粒子位置的胶片，下列表述正确的是（）

A: 质谱仪是分析同位素的重要工具

B: 粒子在速度选择器中做匀加速直线运动

C: 所有粒子进入偏转磁场时的速度相同

D:

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5．关于回旋加速器中电场和磁场作用的叙述，正确的是（）

A: 电场和磁场都对带电粒子起加速作用

B: 只有电场对带电粒子做功的

C: 磁场只对带电粒子起偏转作用

D: 带电粒子在磁场中的运动周期会随运动半径的增大而增大

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6．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（）

A: 质子被加速后的最大速度不可能超过2πfR

B: 质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关

C: 只要R足够大，质子的速度可以被加速到任意值

D: 不改变B和f，该回旋加速器也能用于加速α粒子

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7．美国物理学家劳伦斯于1932年发明的回旋加速器，应用带电粒子在磁场中做圆周运动的特点，能使粒子在较小的空间范围内经过电场的多次加速获得较大的能量，使人类在获得以较高能量带电粒子方面前进了一步，如图所示为一种改进后的回旋加速器示意图，其中盒缝间的加速电场场强大小恒定，且被限制在A、C板间，带电粒子从P₀处静止释放，并沿电场线方向射入加速电场，经加速后再进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动，盒缝间隙很小，可以忽略不计．对于这种改进后的回旋加速器，下列说法正确的是（）

A: P₁P₂＞P₂ P₃

B: 带电粒子每运动半周被加速一次

C: 加速电场方向需要做周期性的变化

D: 加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸有关

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8． 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（）

A: 离子从磁场中获得能量

B: 离子从电场中获得能量

C: 离子由加速器的中心附近进入加速器

D: 离子由加速器的边缘进入加速器

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9．关于回旋加速器，下列说法正确的是（）

A: 离子从磁场中获得能量

B: 离子由加速器的中心附近进入加速器

C: 增大加速器的加速电压，则粒子离开加速器时的动能将变大

D: 将D形盒的半径加倍，离子获得的动能将增加为4倍

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10．回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图为回旋加速器的示意图．D₁、D₂是两个中空的铝制半圆形金属扁盒，在两个D形盒正中间开有一条狭缝，两个D形盒接在高频交流电源上．在D₁盒中心A处有粒子源，产生的带正电粒子在两盒之间被电场加速后进入D₂盒中．两个D形盒处于与盒面垂直的匀强磁场中，带电粒子在磁场力的作用下做匀速圆周运动，经过半个圆周后，再次到达两盒间的狭缝，控制交流电源电压的周期，保证带电粒子经过狭缝时再次被加速．如此，粒子在做圆周运动的过程中一次一次地经过狭缝，一次一次地被加速，速度越来越大，运动半径也越来越大，最后到达D形盒的边缘，沿切线方向以最大速度被导出．已知带电粒子的电荷量为q，质量为m，加速时狭缝间电压大小恒为U，磁场的磁感应强度为B，D形盒的半径为R，狭缝之间的距离为d．设从粒子源产生的带电粒子的初速度为零，不计粒子受到的重力，求：

带电粒子能被加速的最大动能E_k；

带电粒子在D₂盒中第n个半圆的半径；

若带电粒子束从回旋加速器输出时形成的等效电流为I，求从回旋加速器输出的带电粒子的平均功率 $\text{[math]}$ ．

难度：中等题型:常考题来源：质谱仪和回旋加速器+++++++3 33

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