时间:2017-09-25 07:25:42
1、选择题 关于回旋加速器的下列说法，其中正确的有（ ? ）
A．电场和磁场同时用来加速带电粒子
B．电场的方向必需是周期性变化的，且其周期是粒子运动周期的一半
C．在确定的交流电源下，回旋加速器的半径越大，同一带电粒子获得的最大动能越大
D．同一带电粒子获得的最大动能与交流电源的电压大小有关，而与磁感应强度无关
参考答案：C
本题解析：
本题难度：一般
2、选择题 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两次
B．带电粒子每运动一周P1P2=P3P4
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
参考答案：C
本题解析：
本题难度：简单
3、计算题 （8分）质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所示．离子源S产生的各种不同正离子束(速度可看作为零)，经加速电场(加速电场极板间的距离为d、电势差为U)加速，然后垂直进入磁感应强度为B的有界匀强磁场中做匀速圆周运动，最后到达记录它的照相底片P上．设离子在P上的位置与入口处S1之间的距离为x。
(1)求该离子的荷质比
．
(2)若离子源产生的是带电量为q、质量为m1和m2的同位素离子(m1>m2)，它们分别到达照相底片上的P1、P2位置(图中末画出)，求P1、P2间的距离△x。
参考答案：（1）
? (2) 
本题解析：(1)离子在电场中加速，由动能定理得
①
离子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：
②
由①②式可得：④
(2)由①②式可得粒子m1在磁场中的运动半径是r1，则：
⑤
对离子m2，同理得
⑥
∴照相底片上P1、P2间的距离：
⑦
本题难度：一般
4、选择题 不定项选择
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（ ? ）
参考答案：AD
本题解析：
本题难度：一般
5、选择题 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．离子从电场中获得能量
C．带电粒子的运动周期是变化的
D．增大金属盒的半径可使粒子射出时的动能增加
参考答案：BD
本题解析：粒子在磁场中改变运动方向，不改变速度大小，在电场中获得加速，速度变大，故粒子从电场中获得能量，A错误，B正确；带电粒子的运动周期跟交变电流周期相同，是恒定的，C错误；带电粒子从D形盒中射出时的动能
（1），带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，则圆周半径
（2），由（1）（2）可得
，故增大金属盒的半径可使粒子射出时的动能增加，D正确；
故选BD
点评：在电场中始终被加速，在磁场中总是匀速圆周运动．所以容易让学生产生误解：增加射出的动能由加速电压与缝间决定．原因是带电粒子在电场中动能被增加，而在磁场中动能不变．
本题难度：一般