2.4电磁力技术与现代科技知识点题库

如图所示，回旋加速器D形盒的半径为R，用来加速质量为m，电量为q的质子，质子每次经过电场区时，都恰好在电压为U时并被加速，且电场可视为匀强电场，使质子由静止加速到能量为E后，由A孔射出．下列说法正确的是（）

A . D形盒半径R、磁感应强度B不变，若加速电压U越高，质子的能量E将越大 B . 磁感应强度B不变，若加速电压U不变，D形盒半径R越大、质子的能量E将越大 C . D形盒半径R，磁感应强度B不变，若加速电压U越高，质子的在加速器中的运动时间将越长 D . D形盒半径R，磁感应强度B不变，若加速电压U越高，质子的在加速器中的运动时间将越短

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，在科学研究中具有重要应用．如图所示是质谱仪工作原理简图，电容器两极板相距为d，两端电压为U，板间匀强磁场磁感应强度为B₁ ，一束带电量均为q的正电荷粒子从图示方向射入，沿直线穿过电容器后进入另一匀强磁场B₂ ，结果分别打在a、b两点，测得两点间的距离为△R，由此可知，打在两点的粒子质量差为△m=．（粒子重力不计）

劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器，工作原理示意图如图所示，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忽略．磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f，加速电压为U．若A处粒子源产生的粒子在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响．则下列说法正确的是（）

A . 粒子被加速后的最大速度可能超过2πRf B . 粒子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U成正比 C . 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为 $\text{[math]}$ ：1 D . 若不改变磁感应强度B和交流电频率f，该回旋加速器不能加速a粒子

劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器，工作原理示意图如图所示：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忽略．磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f，加速电压为U．若A处粒子源产生的质子（初速度为零）质量为m、电荷量为+q，在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响，则（）

A . 质子被加速后的最大速度不可能超过2πRf B . 质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U无关 C . 质子第1次和第2次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为 $\text{[math]}$ ：1 D . 不改变磁感应强度B和交流电频率f，该回旋加速器也能用于α粒子加速

美国物理学家劳伦斯于1932年发明的回旋加速器，应用带电粒子在磁场中做圆周运动的特点，能使粒子在较小的空间范围内经过电场的多次加速获得较大的能量，使人类在获得以较高能量带电粒子方面前进了一步，如图所示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A、C板间，带电粒子从P₀处静止释放，并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，盒缝间隙很小，可以忽略不计．对于这种改进后的回旋加速器，下列说法正确的是（）

A . P₁P₂＞P₂ P₃ B . 带电粒子每运动半周被加速一次 C . 加速电场方向需要做周期性的变化 D . 加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸有关

如图甲所示是回旋加速器的示意图，其核心部分是两个D形金属盒，在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连．带电粒子在磁场中运动的动能E_k随时间t的变化规律如图乙所示，若忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断中正确的是（）

A . 高频电源的变化周期应该等于t_n﹣t_n_﹣1 B . 在E_k﹣t图中应有t₄﹣t₃=t₃﹣t₂=t₂﹣t₁ C . 粒子加速次数越多，粒子最大动能一定越大 D . 要想粒子获得的最大动能越大，则只要求D形盒的面积也越大

如图是回旋加速器示意图，其核心部分是两个D型金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源的两极相连．现分别加速氘核（ $\text{[math]}$ H）和氦核（ $\text{[math]}$ He），不考虑相对论效应．下列说法中正确的是（）

A . 它们的最大速率相等 B . 它们的最大动能相等 C . 它们在磁场中每半圆运动时间相同 D . 仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能

如图是质谱仪的工作原理示意图，电荷量相同的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.平加速电场板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速度选择器下方有强度为B₀的匀强磁场。下列表述正确的是（）

A . 质谱仪是给同位素加速的工具 B . 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里 C . 能通过狭缝P的带电粒子的速率等于

D . 粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的质量越小

如图甲所示是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，其核心部分是两个D形金属盒．在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连．带电粒子在磁场中运动的动能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 ( )

图片_x0020_2038881590

A . 在E_k– t图中应有t₄– t₃= t₃– t₂= t₂– t₁ B . 高频电源的变化周期应该等于t_x– t_x_－₁ C . 粒子加速次数越多，粒子最大动能一定越大 D . 要想粒子获得的最大动能增大，可增加D形盒的半径

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半径为R的D形金属盒，两盒间宽d的狭缝中形成的变化的电场，电压为U；两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场B中，一电子利用其加速，则下列说法中正确的是（）

A . 电子获得的最大速度为2eBR/m B . 电子获得的最大动能为e²B²R²/（2m） C . 电子的加速时间为2BdR/U D . 增大D形金属盒的半径，电子获得的最大动能减小

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 $\text{[math]}$ 速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场，磁感应强度为B，电场强度为 $\text{[math]}$ 粒子沿直线穿过速度选择器后通过平板S上的狭缝P，之后到达记录粒子位置的胶片 $\text{[math]}$ 板S下方有磁感应强度为 $\text{[math]}$ 的匀强磁场 $\text{[math]}$ 下列说法正确的是（）

图片_x0020_100014

A . 粒子在速度选择器中一定做匀速运动 B . 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里 C . 能通过狭缝P的带电粒子的速率等于 $\text{[math]}$ D . 比荷 $\text{[math]}$ 越大的粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P

回旋加速器的核心部分是真空室中的两个相距很近的D形金属盒，把它们放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒面向下．连接好高频交流电源后，两盒间的窄缝中能形成匀强电场，带电粒子在磁场中做圆周运动，每次通过两盒间的窄缝时都能被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置引出，如果用同一回旋加速器分别加速氚核( $\text{[math]}$ )和 $\text{[math]}$ 粒子( $\text{[math]}$ ) ，比较它们所需的高频交流电源的周期和引出时的最大动能，下列说法正确的是（）

A . 加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能较大 B . 加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能较大 C . 加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能较小 D . 加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能较小

回旋加速器是用来加速一群带电粒子使它们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，以便在盒内的狭缝中形成匀强电场，使粒子每次穿过狭缝时都得到加速，两盒放在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，粒子源置于盒的圆心附近，若粒子源射出的粒子电荷量为q，质量为m，粒子最大回旋半径为R．忽略粒子在电场中运动的时间．求：

图片_x0020_100016

（1）所加交变电流的频率f；
（2）粒子离开加速器时的最大速度v；
（3）若加速的电压为U，求粒子达到最大速度被加速的次数n．

如图是一个回旋加速器示意图，其核心部分是两个D形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连．现分别加速氘核( $\text{[math]}$ )和氦核( $\text{[math]}$ )，下列说法中正确的是( )

图片_x0020_100011

A . 它们的最大速度相同 B . 它们的最大动能相同 C . 两次所接高频电源的频率相同 D . 仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能

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源两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，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。设D形盒半径为R，若用回旋加速器加速质子时，匀强磁场的磁感应强度为B，高频交流电频率为f，则下列说法正确的是（）

图片_x0020_100015

A . 质子被加速后的最大动能为E_km＝ $\text{[math]}$ B . 质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关 C . 只要R足够大，质子的速度可以被加速到任意值 D . 不改变B和f，该回旋加速器也能用于加速α粒子

关于下列四幅课本上的插图的说法正确的是（）

图片_x0020_1101216801

A . 图甲是速度选择器示意图，由图可以判断出带电粒子的电性，不计重力的粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是 $\text{[math]}$ B . 图乙是磁流体发电机结构示意图，由图可以判断出A极板是发电机的正极 C . 图丙是质谱仪结构示意图，打在底片上的位置越靠近狭缝 $\text{[math]}$ 说明粒子的比荷越大 D . 图丁是回旋加速器示意图，要使粒子飞出加速器时的动能增大，可仅增加电压U

如图，回旋加速器的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，下列有关说法正确的是（）

图片_x0020_100010

A . 增大匀强电场间的加速电压，可以增大带电粒子射出时的速度 B . 增大磁场的磁感应强度，可以增大带电粒子射出时的速度 C . 增大匀强电场间的加速电压，可以减小带电粒子在电场中运动时间 D . 只要加速电压和D形金属盒大小不变，带电粒子射出的动能就相同

回旋加速器工作原理示意图如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，两盒间的狭缝很小，粒子穿过的时间可忽略，它们接在电压为U、频率为f的交流电源上．若A处粒子源产生的质子在加速器中被加速，下列说法正确的是（）

A . 若只增大交流电压U，则质子获得的最大动能增大 B . 若只增大交流电压U，则质子在回旋加速器中运行时间会变长 C . 若磁感应强度B增大，交流电频率f必须适当增大才能正常工作 D . 不改变磁感应强度B和交流电频率f，该回旋加速器也能用于加速α粒子

如图是回旋加速器的原理图，由两个半径均为R的D形盒组成，D形盒上加周期性变化的电压，电压的值为U，D形盒所在平面有垂直盒面向下的磁场，磁感应强度为B。一个质量为m、电荷量为q的粒子在加速器中被加速，则（）

A . 粒子每次经过D形盒之间的缝隙后动能增加qU B . 粒子每次经过D形盒之间的缝隙后速度增大 $\text{[math]}$ C . 粒子以速度v在D形盒内运动半圆后动能增加2qυBR D . 粒子离开D形盒时动能为 $\text{[math]}$

如图所示，甲是回旋加速器的示意图，利用该装置我们可以获得高能粒子。两个D形金属盒置于恒定的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，并分别与交流电源相连（电压随时间变化如图乙所示）。粒子在狭缝中心附近的A点源源不断从粒子源进入狭缝间，通过狭缝时加速。粒子的质量为m，电量为q。粒子的初速度可以忽略不计，不计粒子的重力，忽略粒子在狭缝中运动的时间，忽略狭缝中的磁场以及粒子间的相互作用，忽略狭义相对论效应，下列说法中正确的有（）

A . 交流电压的周期 $\text{[math]}$ B . U_m越大，粒子在回旋加速器中获得的最大速度越大 C . 增加回旋加速器的半径，可以提高粒子在回旋加速器获得的最大速度 D . 粒子在狭缝间加速的次数越多，在回旋加速器中获得的最大速度越大

2.4电磁力技术与现代科技 知识点题库

2.4电磁力技术与现代科技知识点题库