万考题-全国中小学题库

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1．图示是回旋加速器的原理图，某同学想把回旋加速器改造成带电粒子离开D型金属盒的动能大小可以调节的回旋加速器，下列方法可行的是（）

A: 只改变加速电场的电压

B: 只改变D型金属盒的半径

C: 只改变高频交流电的频率

D: 同时改变高频交流电的频率和D型金属盒的磁场的磁感应强度

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

2．如图是质谱仪的工作原理示意图，电荷量相同的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: 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外

C:

D: 粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的质量越大

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．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

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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4．回旋加速器（）

A: 电场和磁场同时用来加速带电粒子

B: 只有电场用来加速带电粒子

C: 回旋加速器的半径越大，同一带电粒子获得的动能也越大

D: 一带电粒子不断被加速的过程中，交变电源的频率也要不断增加

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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5． 1930年劳伦斯巧妙地应用带电粒子在磁场中运动的特点，发明了回旋加速器，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，B表示所加磁场的磁感应强度．设两个D形盒的半径大小一定，B大小也一定，下列说法正确的是（）

A: 在两个D形盒上加有高频交变电压

B: 带电粒子在磁场中运动的过程中获得能量被加速

C: 带电粒子每次电场中运动的过程中获得能量被加速

D: 为了使给定的带电粒子最终获得的最大速度更大，可以通过增大两个D形盒间的电压实现

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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6．粒子回旋加速器的工作原理如图所示，置于真空中的D型金属盒的半径为R，两金属盒间的狭缝很小，磁感应强度为B的匀强磁场与金属盒盒面垂直，高频率交流电的频率为f，加速电压的电压为U，若中心粒子源处产生的质子质量为m，电荷量为+e，在加速器中被加速．不考虑相对论效应，则下列说法正确是（）

A:

B: 加速的粒子获得的最大动能随加速电场U增大而增大

C: 质子被加速后的最大速度不能超过2πRf

D: 不改变磁感应强度B和交流电的频率f，该加速器也可加速α粒子

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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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，使人类在获得较高能量带电粒子方面前进了一大步．如图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AC板间，虚线中间不需加电场，如图所示，带电粒子从P0处以速度v0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，对这种改进后的回旋加速器，下列说法正确的是（）

A: 带电粒子每运动一周被加速一次

B: 带电粒子每运动一周P₁P₂等于P₂P₃

C: 加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸有关

D: 加速电场方向需要做周期性的变化

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8．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（氢核）时，匀强磁场的磁感应强度为B，高频交流电频率为f．质子质量为m，电荷量为e．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2πRf

B:

C: 质子被加速后的最大动能与狭缝间的加速电压、加速次数无关

D: 改变B和f，该回旋加速器也能用于加速α粒子（即氦核）

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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9．回旋加速器是加速带电粒子的一种装置，其核心部分是两个D形金属盒．两盒间的狭缝中存在周期性变化的电场，垂直于盒面存在一个匀强磁场．粒子每次经过狭缝时都获得加速，之后在洛伦兹力作用下盘旋路径．经多次加速，粒子最终贴近D形盒边缘射出．如图所示，设匀强磁场的磁感应强度为B，加速电压为U，电压变化的周期为T，则（）

A: 由于粒子在电场中获得加速，所以增大U可以增大粒子射出时的动能

B: 增大B，粒子在盒内绕行的圈数变多，射出时的动能也变大

C:

D: 由于粒子的运动越来越快，所以走过半圆的时间会越来越短

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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10．回旋加速器的核心部分是分别与高频交流电源两极连接的两个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，高频交流电周期为T．下列说法正确的是（）

A:

B: 如加速电场的电压增加到原来的4倍，则质子加速后的最大速度增加到原来的2倍

C:

D: 不改变B和T，该回旋加速器也能用于加速α粒子

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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