组卷网 > 知识点选题 > 回旋加速器的综合计算
更多: | 只看新题 精选材料新、考法新、题型新的试题
解析
| 共计 149 道试题
23-24高二下·全国·课堂例题
1 . 根据甲乙两图回答下列问题:
(1)我们在研究原子核内部情况时,要用极高能量的粒子轰击原子核。那么该如何增加带电粒子的动能呢?
(2)由于产生过高的电压在技术上很困难,经过一次加速粒子增加的动能又有限。那么如何才能使带电粒子获得极高的能量呢?
(3)在图甲所示的多级加速器中,各加速区的两板之间用独立电源供电,所以粒子从飞向、从飞向……时不会减速。这种加速器有什么缺点?
(4)为了克服上述缺点,我们进一步思考,如果带电粒子在一次加速后又转回来被第二次加速呢,如此往复“转圈圈”式地被加速,加速器装置所占的空间就会大大缩小。那么什么能使带电粒子“转圈圈”?
(5)人们依据上述思路设计出了用磁场控制轨道、用电场进行加速的回旋加速器,如图乙所示,其中粒子源位于A处。试阐述回旋加速器的原理。
(6)图乙中假如粒子每两次经过盒缝的时间间隔[指粒子经过半圆轨道所用的时间。盒缝宽度远小于盒半径(图乙夸大了缝的宽度),粒子通过盒缝的时间可以忽略。控制两盒间电势差的正负变换是比较容易的。但是粒子运动越来越快,也许粒子走过半圆的时间间隔越来越短,这样两盒间电势差的正负变换就要越来越快,从而造成技术上的一个难题。实际情况会不会这样?为什么?

2024-05-14更新 | 16次组卷 | 1卷引用:1.4质谱仪与回旋加速器 课堂例题
2 . 如图所示,为回旋加速器的工作原理示意图,两个D形盒的正中间有狭缝,狭缝宽度为d,狭缝之间存在匀强电场,电场强度为E;两个半径为R的D形盒接上高频交流电,并处在匀强磁场中,在的中心A处有一个粒子源,它产生并发出比荷为k的带正电粒子,粒子的初速度视为0,经加速后从D形盒的边缘以速度v飞出,不计粒子重力,求:
(1)粒子在狭缝之间运动的总时间和匀强磁场的磁感应强度;
(2)粒子第4次被加速结束的瞬间位置与A点之间的距离。
2024-03-18更新 | 299次组卷 | 2卷引用:2024届陕西省安康市高三下学期第三次质量联考(三模)理综试题-高中物理
23-24高二下·山东枣庄·阶段练习
解答题 | 适中(0.65) |
3 . 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,置于真空中的两个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的匀强磁场方向与盒面垂直。两D形盒之间所加的交流电压为U,粒子质量m、电荷量为q的粒子从D形盒一侧圆心处开始被加速(初动能可以忽略),经若干次加速后粒子从D形盒边缘射出。求:
(1)粒子从D形盒边缘射出时的动能;
(2)粒子被加速的次数。
2024-03-15更新 | 275次组卷 | 3卷引用:2019人教版课后习题 选择性必修2 第一章 4.质谱仪与回旋加速器变式题
4 . 一回旋加速器中匀强磁场的磁感应强度为B,两D形盒狭缝间加的交流电压为 U。质量为m、电荷量为q的离子在回旋加速器中,由静止开始经交流电压多次加速后,旋转轨道是半径为r的圆,圆心在O点。为引出离子,使用磁屏蔽通道法设计引出器,引出器原理如图所示,一对圆弧形金属板组成弧形引出通道,通道的圆心位于点。引出离子时,改变通道内磁场的磁感应强度,从而使离子从P点进入通道,沿通道中心线从Q点射出。则(       

A.交流电压的变化周期为
B.粒子的加速次数为
C.引出离子时,通道内、外的磁场方向相反
D.引出离子时,通道内的磁感应强度大于B
2024-03-12更新 | 15次组卷 | 1卷引用:2024年二轮总复习物理(江苏)14 攻坚克难(2) 微切口4 带电粒子在现代科技中的应用(练)
智能选题,一键自动生成优质试卷~
23-24高二上·江苏苏州·阶段练习
解答题 | 适中(0.65) |
名校
5 . 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,两盒间的间距为d,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,质量为m、电荷量为+q,在加速器中被加速,加速电压为U。加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。
(1)求交变电场的频率;
(2)求粒子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比;
(3)求粒子从静止开始加速到出口处在电场和磁场中运动所需的总时间t

2024-02-28更新 | 372次组卷 | 2卷引用:1.4质谱仪与回旋加速器 课堂例题
6 . 用如图所示的回旋加速器分别加速,匀强磁场的磁感应强度大小恒定,加速两个粒子时两D形盒间所加交变电压的大小分别为,频率分别为两个粒子从出口射出时的动能分别为,动量大小分别为。加速过程中不考虑相对论效应和重力作用,若两个粒子在D形盒中加速的次数相同,则(       
A.B.
C.D.
2024-02-27更新 | 219次组卷 | 1卷引用:1号卷·A10联盟2021-2022学年(2020级)高二下学期期末联考物理试卷

7 . 如图所示,回旋加速器两个形金属盒分别与高频交流电源两极相接,两盒放在磁感应强度为的匀强磁场中,回旋加速器右侧存在宽度为的有界匀强磁场区域,竖直虚线为磁场边界,磁感应强度大小也为,方向垂直纸面向里。一电子经回旋加速器加速后,以速度沿纸面垂直边界进入磁场,穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为,不计重力,求:

(1)电子的比荷;

(2)交流电源频率。

2024-01-28更新 | 129次组卷 | 2卷引用:河北省唐山市2023-2024学年高二上学期1月期末考试物理试题
8 . 1932年,劳伦斯和利文斯顿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,两盒间接交流电源,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过狭缝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处粒子源产生的质子,质量为m、电荷量为q,(质子初速度很小,可以忽略)在加速器中被加速,加速电压为U。加速过程中不考虑相对论效应和重力作用,求:
(1)离子第一次进入磁场中的速度v
(2)粒子在电场中最多被加速多少次;
(3)要使质子每次经过电场都被加速,则交流电源的周期为多大。在实际装置设计中,可以采取哪些措施尽量减少带电粒子在电场中的运行时间。

2024-01-24更新 | 523次组卷 | 3卷引用:北京市北京大学附属中学2023-2024学年高二上学期期末考试物理试题
9 . 某回旋加速器的工作原理如图所示。是两个中空的、半径为R的半圆型金属盒,两盒之间窄缝的宽度为d,它们之间有一定的电势差,大小为U。两个金属盒处于与盒面垂直的匀强磁场中,磁感应强度大小为B盒的中央A处的粒子源可以产生质量为m、电荷量为的粒子,控制两盒间的电势差,改变电场方向,使粒子每次经过窄缝都会被电场加速,之后进入磁场做匀速圆周运动,经过若干次加速后,粒子从金属盒边缘离开。忽略粒子的初速度、粒子的重力、粒子间的相互作用及相对论效应。
(1)求粒子离开加速器时获得的最大动能
(2)忽略粒子在两盒间的电场加速的时间,计算粒子从A点开始运动到离开加速器的时间;
(3)已知该回旋加速器金属盒的半径,窄缝的宽度。请通过计算分析,说明在解决(2)问时忽略粒子在两盒间的电场加速时间的原因。

2024-01-22更新 | 226次组卷 | 2卷引用:北京市丰台区2023-2024学年高二上学期期末物理试题
10 . 如图甲所示回旋加速器的两个“D”型盒的半径为R,匀强磁场的磁感应强度大小为B,现在两“D”型盒间接入峰值为U0的交变电压,电压随时间的变化规律如图乙所示,将粒子源置于盒的圆心处,粒子源产生质量为m、电荷量为q的氘核(),在t=0时刻进入“D”型盒的间隙,已知粒子的初速度不计,穿过电场的时间忽略不计,不考虑相对论效应和重力作用,下列说法正确的是(  )
A.只要加速器足够大可以将粒子加速至接近光速
B.不需要改变任何条件,该装置也可以加速α粒子(
C.氘核离开回旋加速器的最大动能为
D.粒子第一次与第二次在磁场中运动的轨道半径之比为
2024-01-18更新 | 255次组卷 | 2卷引用:江苏省泰州市兴化市2023-2024学年高二上学期1月期末考试物理试题
共计 平均难度:一般