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解析
| 共计 445 道试题
1 . 回旋加速器被广泛应用于科学研究和医学设备中,其原理如图所示,两个铜质D形盒间的狭缝很小,粒子穿过狭缝的时间可忽略。若用它对氕核()加速,所需的高频电源的频率为f。已知磁场的磁感应强度为B,加速电压大小为U,不考虑相对论效应,下列说法正确的是(  )
A.U越大,氕核在加速器中运动的总时间越短
B.U越大,氕核射出加速器时的动能越大
C.随着速度的增加,氕核在一个D形盒中运动一次的时间在减小
D.不改变fB也可对氘核()加速,但氘核射出加速器时的速度较小
2024-01-25更新 | 174次组卷 | 1卷引用:山西省长治市2023-2024学年高二上学期1月期末考试物理试题
2 . 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
3 . 如图所示为回旋如速器的示意图。两个靠得很近的D形金属盒处在与盒面垂直的匀强磁场中,一氘核从加速器的A处由静止开始加速,运动一段时间后从加速器出口C处射出。已知D型盒的半径为R,高频交变电源的电压为U、频率为f,氘核质量为m。下列说法正确的是(  )
A.氘核在D形盒中运动时间与加速电压U无关
B.氘核的最大动能为
C.氘核第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为
D.若要加速粒子,交流电的频率f不需要改变
2024-01-23更新 | 124次组卷 | 1卷引用:黑龙江省齐齐哈尔市龙西北高中名校联盟2023-2024学年高三上学期期末考试物理试题
4 . 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
5 . 如图,有一回旋加速器,两盒加上垂直纸面外、磁感应强度可调节的匀强磁场,左盒通过一水平管道与一个左右两侧都开有很小狭缝的圆筒相连,圆筒内有垂直纸面向内的匀强磁场。现在左盒附近的点放置一电子,再利用两盒狭缝加上一交变电压来给电子周期性加速,经过时间电子便获得一定速率贴着管壁通过水平管道后进入圆筒,与下圆筒壁发生多次弹性碰撞又不作循环的从圆筒的右狭缝直接离开圆筒。
已知圆筒的半径为、磁感应强度恒为盒的半径为,电子的比荷为,电子在两盒狭缝间运动的时间不计,加速电子时电压的大小可视为不变,电子重力不计。
(1)求与下圆筒壁碰撞次的电子的速率;
(2)由(1)的速率确定盒中磁感应强度的表达式,并求的值;
(3)若电子在狭缝中加速次数与回旋半周的次数相同,根据的值及其他已知量求加速电压的值。
2024-01-19更新 | 408次组卷 | 1卷引用:广东省深圳市龙岗区2023-2024学年高三上学期1月期末质量监测物理试题
6 . 如图所示,回旋加速器D形盒的半径为R,所加磁场的磁感应强度为B,用来加速质量为m、电荷量为的质子,质子从下半盒的质子源由静止出发,加速到最大动能后射出,下列说法正确的是(  )
A.增大交变电压U,质子的最大动能变大
B.增大交变电压U,质子在加速器中运行时间将不变
C.下半盒内轨道半径之比(由内到外)为
D.质子第2次进入上半盒的轨迹圆心在第1次进入上半盒的轨迹圆心的右侧
2024-01-19更新 | 246次组卷 | 1卷引用:重庆市巴蜀中学2023-2024学年高二上学期期末考试物理试卷
单选题-单题 | 适中(0.65) |
名校
7 . 在高能物理研究中,回旋加速器起着重要作用,其原理如图所示。D1和D2是两中空的、半径为R的半圆金属盒,它们处于与盒面垂直的、磁感应强度大小为B的匀强磁场中且与频率为f的交流电源连接。位于D1盒圆心处的粒子源O能产生质子,质子在两盒狭缝间运动时被电场加速。(忽略质子的初速度和在电场中的加速时间)。根据相对论理论,粒子的质量m与速率v的关系,其中c为光速,m0为粒子静止时()的质量,这一关系当时近似回到牛顿力学“mv无关”的结论。已知质子的静止质量为m0,电荷量为q。下列说法正确的是(  )

A.在时,两盒间电压越大,质子离开加速器时的动能就越大
B.在时,若只将质子源换成α粒子(质量为,电荷量为2q)源,则α粒子也能一直被加速离开加速器
C.考虑相对论效应时,为使质子一直被电场加速,可以仅让交流电源的频率随粒子加速而适当减小
D.考虑相对论效应时,为使质子一直被电场加速,可以仅让轨道处的磁场随半径变大而逐渐减小
8 . 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 | 254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
9 . 图甲为中国研制的国际上最大的紧凑型质子回旋加速器,其直径为6.16m、质量为435t,该加速度器可使质子的动能达到100MeV。图乙为该质子回旋加速器的简化原理图,已知质子的质量约为1.67×10-27kg,电荷量约为1.6×10-19C,1eV=1.6×10-19J,忽略相对论效应,下列说法正确的是(  )
A.加速电压需要达到100MV
B.质子在磁场中回旋时,每半圈用时相等
C.质子在磁场中运动时,洛伦兹力不做功
D.若磁感应强度为1T,则最大回旋半径约1.4m
2024-01-17更新 | 146次组卷 | 1卷引用:广东省汕尾市2023-2024学年高三上学期1月期末考试物理试题
10 . 回旋加速器的工作原理如图1所示,置于真空中的D形金属盒半径为,两盒间狭缝的间距为,磁感应强度为的匀强磁场与盒面垂直,被加速粒子的质量为,电荷量为,加在狭缝间的交变电压如图所示,若加在两盒狭缝间的交变电压的峰值为,周期。一束粒子在时间内均匀的飘入两盒间狭缝,不考虑粒子间的相互作用,不考虑粒子从最后一次加速至从引出装置射出过程的时间。
(1)若忽略带电粒子通过两盒间狭缝的时间。求:
①带电粒子经过1次加速后的速度大小和带电粒子从回旋加速器引出装置射出时所获得的最大动能
②带电粒子在回旋加速器中运动的总时间
(2)若带电粒子通过两盒间狭缝的时间不可忽略,且能够射出的粒子每次经过狭缝均做匀加速运动。现要求飘入狭缝的带电粒子中至少有可以射出,则狭缝的间距最大应该为多少?
   
2024-01-17更新 | 296次组卷 | 1卷引用:天津市红桥区2023-2024学年高三上学期期末考试物理试卷
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