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4.4粒子物理与宇宙的起源
4.4粒子物理与宇宙的起源 知识点题库
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,则下列说法中正确的是( )
A .
该束带电粒子带负电
B .
速度选择器的P
1
极板带正电
C .
在B
2
磁场中运动半径越大的粒子,质量越大
D .
在B
2
磁场中运动半径越大的粒子,荷质比
越小
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=1.2×10
5
V/m,匀强磁场的磁感应强度为B
l
=0.6T,偏转分离器的磁感应强度为B
2
=0.8T,求:
(1) 能通过速度选择器的粒子速度多大?
(2) 质子和氘核进入偏转分离器后打在照相底片上后条纹之间的距离d为多少?(已知质子的质量为1.66×10
﹣27
kg,电量为1.610
﹣19
C)
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,两盒分别与高频交流电源相连,则带电粒子获得的最大动能与下列哪些因素有关( )
A .
D形盒半径
B .
加速电压的大小
C .
交流电的频率
D .
匀强磁场的磁感应强度
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P
0
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 .
P
1
P
2
>P
2
P
3
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B
1
;偏转分离器的磁感应强度为B
2
. 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:
(1) 能通过速度选择器的粒子速度有多大?
(2) 微粒进入偏转分离器后,在磁场中运动的半径为多大?
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形合D
1
、D
2
构成,其间留有空隙,下列说法正确的是( )
A .
粒子从磁场中获得能量
B .
粒子从电场中获得能量
C .
加速电压越大,获得的能量越大
D .
加速的次数越多,获得的能量越大
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(
H)和氦核(
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
回旋加速器是加速带电粒子的装置,如图所示。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(D
1
、D
2
),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,D形盒的半径为R。质量为m、电荷量为q的质子从D
1
半盒的质子源(A点)由静止释放,加速到最大动能E
k
后经粒子出口处射出。若忽略质子在电场中加速时间,且不考虑相对论效应,则下列说法正确的是( )
A .
质子加速后的最大动能E
k
与交变电压U大小无关
B .
质子在加速器中运行时间与交变电压U大小无关
C .
回旋加速器所加交变电压的周期为πR
D .
D
2
盒内质子的轨道半径由小到大之比依次为1︰
︰
医用回旋加速器的核心部分是两个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
和氦核
并通过线束引出加速器。下列说法中正确的是( )
A .
加速两种粒子的高频电源的频率相同
B .
两种粒子获得的最大动能相同
C .
两种粒子在D形盒中运动的周期相同
D .
增大高频电源的电压可增大粒子的最大动能
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:
(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B和匀强电场E,B
1
磁场方向垂直于纸面向里,平板S上有可让粒子通过狭缝到达记录粒子位置的胶片。平板S右方有垂直于纸面向外的匀强磁场B
2
, 则下列相关说法中正确的是( )
A .
质谱仪是分析同位素的重要工具
B .
该束带电粒子带负电
C .
速度选择器的P
1
极板带负电
D .
在B
2
磁场中运动半径越大的粒子,比荷
越小
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。速度选择器内存在相互正交的匀强磁场
和匀强电场
E
,
磁场方向垂直于纸面向里,平板S上有可让粒子通过狭缝到达记录粒子位置的胶片。平板S右方有垂直于纸面向外的匀强磁场
,则下列相关说法中正确的是( )
A .
质谱仪是分析同位素的重要工具
B .
该束带电粒子带负电
C .
速度选择器的
极板带负电
D .
在
磁场中运动半径越大的粒子,比荷
越小
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,带电粒子穿过狭缝的时间忽略不计,磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直。A处粒子源产生质量为m、电荷量为+q的粒子,在加速器中被加速,加速电压为U。下列说法正确的是( )
A .
交变电场的周期为
B .
粒子射出加速器的速度大小与电压U成正比
C .
粒子在磁场中运动的时间为
D .
粒子第1次经过狭缝后进入磁场的半径为
回旋加速器是利用较低电压的高频电源使粒子经多次加速获得巨大速度的一种仪器,工作原理如图,下列说法正确的是( )
A .
粒子在磁场中做匀速圆周运动
B .
粒子由A
0
运动到A
1
比粒子由A
2
运动到A
3
所用时间少
C .
粒子的轨道半径与它的速率成正比
D .
粒子的运动周期和运动速率成正比
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。速度选择器内互相垂直的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。挡板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片。平板S下方有强度为B
0
的匀强磁场。下列表述正确的是( )
A .
质谱仪是分析同位素的重要工具
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,粒子的比荷越大
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( )
A .
离子进入磁场时的速率为
B .
离子在磁场中运动的轨道半径为
C .
离子在磁场中运动的轨道半径为
D .
若a、b是两种同位素的原子核,从底片上获知a、b在磁场中运动轨迹的直径之比是
,则a、b的质量之比为
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( )
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
如图甲所示是处在匀强磁场中的真空室内的两个半圆形的金属扁盒(“D”型盒),若“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U
0
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D
1
盒的圆心处,粒子源产生的质量为m、电荷量为q的氘核在t=0时刻进入“D”型盒的间隙,已知氘核的初速度不计,氘核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 .
氘核离开回旋加速器的最大动能为
B .
交变电压的周期可以取
C .
在D
2
盒中第n个半圆轨迹的半径为
D .
若U
0
变为原来的2倍,粒子在D型盒运动时间变为原来的
回旋加速器的工作原理如图甲所示,置于真空中的正对的
D
形金属盒Ⅰ和Ⅱ半径均为
,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
,加在狭缝间的方波型电压如图乙所示。粒子在
时间内,从
处均匀地飘入狭缝,视初速度为零。下列说法正确的是( )
A .
粒子每次在
D
形金属盒Ⅰ中运动时间不同
B .
粒子每次在
D
形金属盒Ⅰ中运动时间相同
C .
粒子射出时的动能与
成正比
D .
粒子射出时的动能与
无关
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。若一束速度相同的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( )
A .
该束带电粒子均带正电
B .
速度选择器的P
1
极板带负电
C .
在B
2
磁场中运动半径越大的粒子,质量越大
D .
在B
2
磁场中运动半径越大的粒子,比荷
越小
1
2
3
4
5
6
>
>>
最近更新
下列关于生物群落的叙述中,不正确的是(
中和滴定实验进行过程中始终要注意的是:A
在知识经济时代,知识比劳动更重要。
默写填空。 (1)古之学者必有师。_____________
有甲、乙、丙、丁四位歌手参加比赛,其中只
下列关于二氧化碳的说法错误的是( ) A.
写作要求:对于“中学生是否应该带手机”,
(双选) 已知A与a、B与b分别位于两对同源染色
下列数据是相应物质的pH,其中呈酸性的是(
(5分)某实验小组为了测定人体呼出的气体中CO2
下列关于亚洲自然地理特征的叙述,正确的是
The latest information ____ me in my belief__ he is
所有的芽都能长成枝条。
6.下列加点词意义和用法相同的一项是 (
如图所示,某同学用弹簧测力计拉着放在水平
—Can you remember this park? We _____ here.
下列各组中加点词语的读音无误的一组是(
下图表示光照强度与光合作用强度之间的关系
某建筑工地发生民工食物中毒事件,经化验为
隋唐是我国古代精耕细作农业的扩展时期,其