如圖,甲圖是回旋加速器的原理示意圖。其核心部分是兩個(gè)D型金屬盒,在加速帶電粒子時(shí),兩金屬盒置于勻強(qiáng)磁場中(磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒定),并分別與高頻電源相連。加速時(shí)某帶電粒子的動(dòng)能EK隨時(shí)間t變化規(guī)律如乙圖所示,若忽略帶電粒子在電場中的加速時(shí)間,則下列判斷正確的是 (     ) 
A.高頻電源的變化周期應(yīng)該等于tn-tn-2
B.在EK-t圖象中t4-t3=t3-t2=t2-t1
C.粒子加速次數(shù)越多,粒子獲得的最大動(dòng)能一定越大
D.不同粒子獲得的最大動(dòng)能都相同
AB

試題分析:由回旋加速器原理知,高頻電源的變化周期等于粒子在回旋加速器中周期,帶點(diǎn)粒子在高頻電源變化的一個(gè)周期中加速兩次,由EK-t圖知,動(dòng)能改變兩次周期為tn-tn-2,故A正確;(t4-t3)、(t3-t2)、(t2-t1)為粒子轉(zhuǎn)動(dòng)周期的一半,由公式T=知粒子周期不變,所以, t4-t3=t3-t2=t2-t1,B正確;設(shè)D型盒半徑為R,動(dòng)能最大粒子轉(zhuǎn)動(dòng)半徑為R,由半徑公式知R=,所以最大動(dòng)能為EKm=,與加速次數(shù)無關(guān),與粒子比荷有關(guān),故C、D錯(cuò)誤。
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

在勻強(qiáng)磁場中有一個(gè)靜止的氡原子核(86222Rn),由于衰變它放出一個(gè)粒子,此粒子的徑跡與反沖核的徑跡是兩個(gè)相互外切的圓,大圓與小圓的直徑之比為42:1,如圖所示,那么氡核的衰變方程應(yīng)是下列方程中的哪一個(gè)( 。
A.
22286
Rn→
22287
Fr
+0-1
e
B.
22286
Rn→
21884
Po
+42
He
C.
22286
Rn→
22285
At+
01
e
D.
22286
Rn→
22085
At+
21
H

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

關(guān)于回旋加速器的有關(guān)說法,正確的是(  )
A.回旋加速器是利用磁場對運(yùn)動(dòng)電荷的作用使帶電粒子的速度增大的
B.回旋加速器是利用電場加速的
C.回旋加速器是通過多次磁場加速使帶電粒子獲得高能量的
D.帶電粒子在回旋加速器中不斷被加速,故在D形盒中做圓周運(yùn)動(dòng)一周所用時(shí)間越來越小

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

一個(gè)用于加速質(zhì)子的回旋加速器,其核心部分如圖所示,D形盒半徑為R,垂直D形盒底面的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,兩盒分別與交流電源相連.下列說法正確的是

A.質(zhì)子被加速后的最大速度隨B、R的增大而增大
B.質(zhì)子被加速后的最大速度隨加速電壓的增大而增大
C.只要R足夠大,質(zhì)子的速度可以被加速到任意值
D.為了使質(zhì)子每次經(jīng)過D形盒間縫隙時(shí)都能得到加速,應(yīng)使交變電壓的周期等于質(zhì)子的回旋周期

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

圖中所示為某種質(zhì)譜儀的工作原理示意圖。此質(zhì)譜儀由以下幾部分構(gòu)成:粒子源N;P、Q間的加速電場;靜電分析器,即中心線半徑為R的四分之一圓形通道,通道內(nèi)有均勻輻射電場,方向沿徑向指向圓心O,且與圓心O等距的各點(diǎn)電場強(qiáng)度大小相等;磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的有界勻強(qiáng)磁場,方向垂直紙面向外;膠片M。由粒子源發(fā)出的不同帶電粒子,經(jīng)加速電場加速后進(jìn)入靜電分析器,某些粒子能沿中心線通過靜電分析器并經(jīng)小孔S垂直磁場邊界進(jìn)入磁場,最終打到膠片上的某點(diǎn)。粒子從粒子源發(fā)出時(shí)的初速度不同,不計(jì)粒子所受重力。下列說法中正確的是
A.從小孔S進(jìn)入磁場的粒子速度大小一定相等
B.從小孔S進(jìn)入磁場的粒子動(dòng)能一定相等
C.打到膠片上同一點(diǎn)的粒子速度大小一定相等
D.打到膠片上位置距離O點(diǎn)越遠(yuǎn)的粒子,比荷越大

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

回旋加速器D形盒的半徑為r,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一個(gè)質(zhì)量了m、電荷量為q的粒子在加速器的中央從速度為零開始加速。

(1)求該回旋加速器所加交變電場的頻率;
(2)求粒子離開回旋加速器時(shí)獲得的動(dòng)能;
(3)有同學(xué)想自利用該回旋加速器直接對質(zhì)量為m、電量為2q的粒子加速。能行嗎?行,說明理由;不行,提出改進(jìn)方案.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示為質(zhì)譜儀的原理圖.利用這種質(zhì)譜儀可以對氫元素進(jìn)行測量.氫元素的各種同位素,從容器A下方的小孔S1進(jìn)入加速電壓為U的加速電場,可以認(rèn)為從容器出來的粒子初速度為零.粒子被加速后從小孔S2進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,最后打在照相底片D上,形成ab、c三條質(zhì)譜線.關(guān)于氫的三種同位素進(jìn)入磁場時(shí)速率的排列順序和三條譜線的排列順序,下列說法中正確的是:
A.進(jìn)磁場時(shí)速率從大到小的排列順序是氕、氘、氚
B.進(jìn)磁場時(shí)速率從大到小的排列順序是氚、氘、氕
C.a、b、c三條譜線的排列順序是氕、氘、氚
D.ab、c三條譜線的排列順序是氘、氚、氕

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

1930年勞倫斯制成了世界上第一臺回旋加速器,其原理如圖所示,它的核心部分是兩個(gè)D形金屬盒,兩盒相距很近,分別和交變電源相連接,兩盒放在勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直于盒底面,某一帶電粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng),通過兩盒間的窄縫時(shí)反復(fù)被加速,當(dāng)達(dá)到最大圓周半徑時(shí)通過特殊裝置被引出。下列說法正確的是
A.帶電粒子在回旋加速器中從磁場中獲得能量
B.帶電粒子在回旋加速器中從電場中獲得能量
C.高頻交變電源的電壓越大,帶電粒子從出口被引出時(shí)獲得的動(dòng)能越大
D.勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度越大,帶電粒子從出口被引出時(shí)獲得的動(dòng)能越大

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖回旋加速器的D形盒半徑為R,用來加速質(zhì)量為m,帶電量為q的質(zhì)子,使質(zhì)子由靜止加速到具有能量為E后,由A孔射出,求:

1)加速器中勻強(qiáng)磁場B的方向和大。
2)設(shè)兩D形盒間的距離為d,其間電壓為U,則加速到上述能量所需回旋周數(shù)是多少?
3)加速到上述能量所需時(shí)間(不計(jì)通過縫隙的時(shí)間).
 

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