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装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，要增大带电粒子射出时的动能，则下列说法中正确的是（   ）

如图所示为质谱仪的工作原理图，初速度忽略不计的带电粒子进入加速电场，经加速电场加速后进入速度选择器，在速度选择器中做直线运动通过平板S的狭缝P进入平板S下的偏转磁场，磁场的方向垂直于纸面，磁感应强度大小为B₂ ， 粒子最终打在胶片A₁A₂上，粒子打在胶片上的位置离狭缝P距离为L，加速电场两板间的电压为U，速度选择器两板间的电场强度大小为E，不计粒子的重力，则下列判断正确的是（   ）

如图所示，回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，带电粒子每次通过两盒窄缝间匀强电场时做．（填“匀速”、“加速”、“圆周”）运动，带电粒子每次通过盒中的匀强磁场时做运动．（填“匀速”、“加速”、“圆周”）

用回旋加速器加速粒子，待加速粒子的荷质比一定，为增加加速所能达到的最大速度，可采取的措施是（   ）

如图甲所示是回旋加速器的示意图，其核心部分是两个置于匀强磁场中的D形金属盒，两盒分别与高频电源相连．带电粒子在加速时，其动能E_k随时间t的变化规律如图乙所示，忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断正确的是（　　）

两个相同的回旋加速器，分别接在加速电压U₁和U₂的高频电源上，且U₁＞U₂ ， 所加的磁场相同，有两个相同的带电粒子分别在这两个加速器中运动，设两个粒子在加速器中运动的时间分别为t₁和t₂ ， 获得的最大动能分别为E_k1和E_k2 ， 则(　　)

 

如图所示，有一对平行金属板，两板相距为0.05m，板间电压为10V，两板之间有匀强磁场，磁感应强度大小为B₀=0.1T，方向与金属板面平行并垂直于纸面向里．图中右边有一半径R为0.1m、圆心为O的圆形区域内也存在匀强磁场，磁感应强度大小为 ，方向垂直于纸面向里．一正离子沿平行于金属板面，从A点垂直于磁场的方向射入平行金属板之间，沿直线射出平行金属板之间的区域，并沿直径CD方向射入圆形磁场区域，最后从圆形区域边界上的F点射出．已知速度的偏向角θ＝60°，不计离子重力．求：

 

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，并分别与高频交流电源两极相连接，从而使粒子每次经过两盒间的狭缝时都得到加速，如图所示．现要增大带电粒子从回旋加速器射出时的动能，下列方法可行的是(    )

  1932年，劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器.回旋加速器的工作原理如图所示， 置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不 计，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，A处粒子源产生的粒子初速度可忽略不计， 质量为m、电荷量为+q，每次在两D形盒中间被加速时加速电压均为U，加速过程中不考虑相对论效应和重力作用.求：

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．若一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，不计重力，则下列说法中正确的是(   )

诺贝尔物理学奖得主劳伦斯发明了回旋加速器，其原理可简化如下．如图所示，两个中空的半径R=0.125m的半圆金属盒，接在电压U=5000V、频率恒定的交流电源上；两盒狭缝之间距离d=0.01m，金属盒面与匀强磁场垂直，磁感应强度B=0.8T．位于圆心处的质子源能不断产生质子（初速度可以忽略，重力不计，不计质子间的相互作用），质子在狭缝之间能不断被电场加速，最后通过特殊装置引出．已知质子的比荷 C/kg，求：

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（   ）

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（   ）

图示装置叫质谱仪，最初是由阿斯顿设计的，是一种测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具。其工作原理如下：一个质量为m、电荷量为g的离子，从容器A下方的小孔 飘入电势差为U的加速电场，其初速度几乎为0，然后经过 沿着与磁场垂直的方向，进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相的底片D上。不计离子重力。则（   ）

二十世纪初，卡文迪许实验室(Cavendish Laboratory)的英国物理学家阿斯顿首次制成了聚焦性能较高的质谱仪，并用此来对许多元素的同位素及其丰度进行测量，从而肯定了同位素的普遍存在．现速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪，其运动轨迹如图所示，则下列相关说法中正确的是（   ）

如图所示为回旋加速器的示意图。两个靠得很近的形金属盒处在与盒面垂直的匀强磁场中，一质子从加速器的处开始加速。已知形盒的半径为 ， 磁场的磁感应强度为 ， 高频交变电源的电压为、频率为 ， 质子质量为、电荷量为。下列说法正确的是（   ）

关于如图所示四个示意图的说法，正确的是（   ）

回旋加速器是用来加速带电粒子的装置。它的核心部分是两个相距很近的D形金属盒，其两端与高频交流电源相连，在两盒间的狭缝中形成周期性变化的匀强电场，且两盒处于垂直于盒底面的匀强磁场中。若用此装置分别对氘核（）和氚核（）加速，则下列说法正确的是（   ）

回旋加速器D形盒上加有垂直于表面的匀强磁场，狭缝间接有电压为U、频率为f的交流电。氘核从静止开始加速，第一次加速后在磁场中做圆周运动的圆心是O₁、半径为r₁第三次加速后做圆周运动的圆心是O₃ ， 带电粒子穿过狭缝的时间可以忽略不计。则（   ）

如图，某质谱仪的静电分析器通道中心线半径为 ， 通道内有均匀辐向电场（方向指向图心O），中心线处的场强大小为 ， 磁分析器中分布着方向垂直于纸面向外的匀强磁场，其右边界与静电分析器的左边界平行，由粒子源发出不同种类的带电粒子，其中粒子和（初速度为零，重力不计），经加速电场加速后由小孔进入静电分析器，恰好做匀速圆周运动，而后经小孔垂直磁场边界进入磁分析器，最终打在胶片M上；和的运动轨迹如图所示。下列判定正确的是（   ）