万考题-全国中小学题库

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1．回旋加速器是用来加速一群带电粒子使它获得很大动能的仪器，其核心部分是两个D形金属扁盒，两盒分别和一高频交流电源两极相接，以便在盒间的窄缝中形成一匀强电场，高频交流电源的周期与带电粒子在D形盒中的运动周期相同，使粒子每穿过窄缝都得到加速（尽管粒子的速率和半径一次比一次增大，运动周期却始终不变），两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，磁场的磁感应强度为B，离子源置于D形盒的中心附近，若离子源射出粒子的电量为q，质量为m，最大回转半径为R，其运动轨道如图所示，则：

两盒所加交流电的频率为；

粒子离开回旋加速器时的动能为；

设两D形盒间电场的电势差为U，忽略粒子在电场中加速所用的时间，则粒子在回旋加速器中运动的总时间t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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2．用同一回旋加速器分别对质子和氦核加速，若磁场相同，则加在D形盒间的交变电压的频率之比为．

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3．某一回旋加速器，两半圆形金属盒的半径为R，它们之间的电压为U，所处的磁场的感应强度为B，带电粒子的质量为m，电荷量为q，则带电粒子在磁场中的周期为所能获得的最大动能为．

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4．如图所示，回旋加速器的两个D型盒之间接有如图所示的交变电源，电源电压为U．上方D型盒中央为质子源，质量为m电荷量为e的质子由静止开始经电场加速后，进入下方的D型盒．回旋加速器的最大轨道半径为R，磁场的磁感应强度为B．

质子第一次进入下方D型盒的动能E_k0=；

质子经回旋加速器加速最后得到的动能E_km=；

交变电源的周期T=．

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5．如图所示，有a、b、c、d四个离子，它们带等量同种电荷，质量不等，有m_a=m_b＜m_c=m_d ，以不等的速率v_a＜v_b=v_c＜v_d进入速度选择器后，有两种离子从速度选择器中射出，进入B₂磁场，由此可判定（）

A: 射向P₁的是a离子

B: 射向P₂的是b离子

C: 射向A₂的是c离子

D: 射向A₁的是d离子

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6．回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示，它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近，分别和高频交流电源相连接，两盒间的窄缝中形成匀强电场，使带电粒子每次通过窄缝都得到加速．两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，带电粒子在磁场中做圆周运动，通过两盒间的窄缝时反复被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出．如果用同一回旋加速器分别加速氚核（ $\text{[math]}$ H）和α粒子（ $\text{[math]}$ He），比较它们所加的高频交流电源的周期和获得的最大动能的大小，有（）

A: 加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能也较大

B: 加速氚核的匀强电场的电势差较大，氚核获得的最大动能较大

C: 匀强磁场的磁感应强度较大，氚核获得的最大动能也较大

D: D形金属盒的半径较大，氚核获得的最大动能较大

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7．关于回旋加速器，下列说法正确的是（）

A: 加速器中的电场和磁场都可以使带电粒子加速

B: 其它量一定，加速器的半径越大时，粒子从加速器射出时的动能越大

C: 其它量一定，加速电场的电压越大时，粒子从加速器射出时的动能越大

D: 其它量一定，加速器中的磁感强度越大时，粒子从加速器射出时的动能越大

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8．如图是质谱仪工作原理示意图．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 ． 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外

C:

D: 带电量相同的粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的质量越大

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9．一个用于加速质子的回旋加速器，其核心部分如图所示，D形盒半径为R，垂直D形盒底面的匀强磁场的磁感应强度为B，两D形盒分别与电源相连．下列说法正确的是（）

A: 要使加速器能对质子加速，两盒应该与交变电源相连

B: 质子在电场中被加速，加速电压越高，射出的速率v越大

C: D型盒的直径越大，射出的率度v越大

D: 质子在磁场中运动的周期随质子速度增大而增大

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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10．回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示．它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近，分别和高频交流电源相连接，两盒间的窄缝中形成匀强电场，使带电粒子每次通过窄缝都得到加速．两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，带电粒子在磁场中做圆周运动，通过两盒间的窄缝时反复被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出．如果用同一回旋加速器分别加速氚核（ $\text{[math]}$ H）和α粒子（ $\text{[math]}$ He）比较它们所加的高频交流电源的周期和获得的最大动能的大小，有（）

A: 加速氚核的交流电源的周期较大

B: 加速氚核的交流电源的周期较小

C: 氚核获得的最大动能较小

D: 氚核获得的最大动能较大

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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