某型号的回旋加速器的工作原理如图甲所示，图乙为俯视图。回旋加速器的核心部分为D形盒，D形盒装在真空容器中，整个装置放在巨大的电磁铁两极之间的强大磁场中，磁场可以认为是匀强磁场，且与D形盒盒面垂直。两盒间狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计。D形盒半径为R，磁场的磁感应强度为B。设质子从粒子源A处进入加速电场的初速度不计。质子质量为m、电荷量为+q。加速器接一定频率的高频交流电源，其电压为U。加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。则(   )

试卷相关题目

• 1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

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• 2关于回旋加速器中电场和磁场的说法中正确的是(   )

  A.电场和磁场都对带电粒子起加速作用

  B.电场和磁场是交替地对带电粒子做功的

  C.只有磁场才对带电粒子起加速作用

  D.只有电场才对带电粒子起加速作用

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• 3如图所示是医用回旋加速器示意图，其核心部分是两个D形金属盒，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（）和氦核（）。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形盒中运动的周期相同

  D.仅增大高频电源的电压可增大粒子的最大动能

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• 4如图是一个水平放置的玻璃圆环型小槽，槽内光滑，槽宽度和深度处处相同，现将一直径略小于槽宽的带正电小球放在槽中，让它受绝缘棒打击后获得一初速υ0，与此同时，有一变化的磁场垂直穿过玻璃环形小槽外径所对应的圆面积。磁感应强度的大小跟时间成正比。其方向竖直向下。设小球在运动过程中电荷量不变，那么( )

  A.小球受到的向心力大小不变

  B.小球受到的向心力大小不断增加

  C.磁场力对小球做了功

  D.小球受到的磁场力大小与时间成正比

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• 5右图甲是回旋加速器的原理示意图。其核心部分是两个D型金属盒，在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中（磁感应强度大小恒定），并分别与高频电源相连。加速时某带电粒子的动能EK随时间t变化规律如下图乙所示，若忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断正确的是(   )

  A.高频电源的变化周期应该等于tn－tn-1

  B.在EK-t图象中t4－t3＝t3－t2＝t2－t1

  C.粒子加速次数越多，粒子获得的最大动能一定越大

  D.不同粒子获得的最大动能都相同

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• 6回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如下图。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，直到达到最大周半径时通过特殊装置被引出。现要增大粒子射出时的动能，则下列说法正确的是（   ）

  A.增大电场的加速电压

  B.增大磁场的磁感应强度

  C.减小狭缝间的距离

  D.增大D形盒的半径

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• 7如图所示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.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.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

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• 8不定项选择1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖。若速度相同的同一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列相关说法中正确的是(   )

  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，荷质比q/m越小

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• 9如图所示是质谱仪工作原理的示意图．带电粒子b经电压U加速(在A点的初速度为零)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b所通过的路径，则(   )

  A.a的质量一定小于b的质量

  B.a的电荷量一定大于b的电荷量

  C.在磁场中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

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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（）和α粒子（）（说明：

  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.加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能较小

  C.加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能也较小

  D.加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能较大

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