质谱仪和回旋加速器 知识点题库

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（   ）

如图所示为质谱仪的示意图．速度选择器部分的匀强电场场强E，匀强磁场的磁感应强度为B₁；偏转分离器的磁感应强度为B₂ ． 一质量为m，电荷量为+q的带电微粒进入速度选择器．不计带电微粒的重力．求：

在两平行金属板间，有如图所示的相互正交的匀强电场和匀强磁场，α粒子以速度v₀从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向从做向右射入时，恰好能沿直线匀速通过，若电子以速度v₀从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向从左向右射入时，电子将（   ）

关于回旋加速器和质谱仪，下述说法错误的是（   ）

关于回旋加速器加速带电粒子使其所获得的能量，下列说法正确的是（   ）

①与加速器的半径有关，半径越大，能量越大

②与加速器的磁场有关，磁感应强度越大，能量越大

③与加速器的电场有关，电场强度越大，能量越大

④与带电粒子的质量、电量均有关，质量和电量越大，能量越大．

如图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下方有磁感应强度为B₀的匀强磁场。下列表述不正确的是(　　)

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上的位置与人口处S₁之间的距离为x.

 

现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图所示，其中加速电压恒定．质子在入口处从静止开始被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场．若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的11倍．此离子和质子的质量比约为（   ）

如图所示为环形加速器，整个装置处在垂直于环面向外、大小可调节的匀强磁场中。A、B为两块中间开有小孔的极板，每当质量为m、电荷量为q的带负电的粒子从B板小孔射入两板间时，两板间会加上电压U，使粒子在两板间得到加速，粒子离开两板间后，两板间的电压立即减小为零，粒子始终在环形区域中做半径不变的匀速圆周运动，两板间距离远小于环的半径R，不计粒子的重力，设粒子开始时在B板小孔附近由静止释放加速，下列说法正确的是（   ）

如图所示，回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的装置．其核心部分是两个D形金属盒，置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连．则带电粒子加速所获得的最大动能与下列因素有关的（   ）

如图所示的装置，下侧是两竖直放置的平行金属板，它们之间的电势差为U、间距为d，其中有垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，上侧矩形区域ACDH有垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，AC＝L，AH＝2L，M为AH的中点．一束电荷量大小均为q、质量不等的带电粒子（不计重力、可视为质点）以某初速度从小孔S射入下侧装置，恰能沿竖直直线垂直AH由M点射入矩形区域，最后全部从边界DH射出，若忽略电场、磁场的边缘效应及粒子间的相互作用，下列说法正确的是（   ）

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。速度选择器内存在相互正交的匀强磁场和匀强电场。匀强磁场的磁感应强度为B，匀强电场的电场强度为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A₁A_2.平板S下方有磁感应强度为B₀的匀强磁场。下列表述不正确的是（  ）

如图所示为回旋加速器示意图，利用回旋加速器对 粒子进行加速，此时 形盒中的磁场的磁感应强度大小为 ， 形盒缝隙间电场变化周期为 ，加速电压为 。忽略相对论效应和粒子在 形盒缝隙间的运动时间，下列说法正确的是（   ）

如图所示为某回旋加速器示意图，利用回旋加速器对 粒子进行加速，此时D形盒中的磁场的磁感应强度大小为B，D形盒缝隙间电场变化周期为T，加速电压为U。忽略相对论效应和粒子在D形盒缝隙间的运动时间，下列说法中正确的是（   ）

图示为一由相互正交的磁感应强度大小为B的匀磁场和电场强度大小为E的匀强电场组成的速度选择器，一由不同比荷的带电粒子组成的粒子束以一定的初速度沿直线通过速度选择器，然后粒子束通过平板S上的狭缝P进入另一个磁感应强度大小为B′的匀强磁场，最终打在荧光屏A₁A₂上，下列表述正确的是（   ）

如图所示，图甲为速度选择器原理示意图，图乙为质谱仪原理示意图，图丙和图丁分别为多级直线加速器和回旋加速器的原理示意图，忽略粒子在图丁的D形盒狭缝中的加速时间。下列说法正确的是（   ）

回旋加速器的工作原理如图所示。D₁和D₂是两个中空的半圆金属盒，它们之间接电压为U的交流电源。中心A处的粒子源产生的带电粒子，初速度可视为0，在两盒之间被电场加速。两个半圆盒处于与盒面垂直的匀强磁场B中，粒子在磁场中做匀速圆周运动。忽略两盒缝之间的距离。已知粒子被第一次加速后，经过时间t，再次到达盒缝处，与A的距离为d。则（   ）

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：

关于下列四幅图的说法正确的是（    ）

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，并分别与高频电源两端相连。现分别加速质子（H）和氘核（H）。下列说法中正确的是（   ）