知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

（2016•郑州三模）1932年，美国物理学家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，带电粒子穿过狭缝的时间可忽略．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（初速度为0）质量为m、电荷量为+q．在加速器中被加速，加速过程中不考虑重力的影响．则下列说法正确的是（　　）

A．粒子被加速后的最大速度不可能超过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

：1

D．若考虑相对论效应，速率接近光速时粒子的质量会随速率有显著增加

难度：中等

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2．

（2016•杭州一模）磁流体发电是一项新兴技术．如图表示了它的原理：将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子，而从整体来说呈电中性）喷射入磁场，在场中有两块金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压．如果射入的等离子体速度均为v，板间距离为d，板平面的面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于速度方向，负载电阻为R．电离气体充满两板间的空间，其电阻率为ρ，当发电机稳定发电时，A、B就是一个直流电源的两个电极．下列说法正确的是（　　）

A．图中A板是电源的负极

B．A、B间的电压即为该发电机的电动势

C．正对面积S越大，该发电机电动势越大

D．电阻越大，该发电机输出效率越高

难度：中等

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3．

环形对撞机是研究高能粒子的重要装置，其工作原理的示意图如图所示，正、负离子由静止经过电压为U的直线加速器加速后，沿圆环切线方向射入对撞机的真空环状空腔内，环形对撞机是研究高能粒子的重要装置，其工作原理的示意图如图所示，正、负离子由静止经过电压为U的直线加速器加速后，沿圆环切线方向射入对撞机的真空环状空腔内，空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B．两种带电粒子将被局限在环状空腔内，沿相反方向做半径相等的匀速圆周运动，从而在碰撞区迎面相撞．为维持带电粒子在环状空腔中的匀速圆周运动，下列说法中正确的是（　　）

A．对于给定的加速电压，带电粒子的比荷

越大，磁感应强度B越大

B．对于给定的加速电压，带电粒子的比荷

越大，磁感应强度B越小

C．对于给定的带电粒子，加速电压U越大，粒子运动的周期越小

D．对于给定的带电粒子，不管加速电压U多大，粒子运动的周期都不变

难度：中等

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4．

（2016•沈阳校级四模）回旋加速器是获得高能带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源的两极相连的两个D形盒，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，关于回旋加速器的下列说法正确的是（　　）

A．带电粒子从D形盒射出时的动能与加速电压无关

B．带电粒子从D形盒射出时的动能与磁场的强弱有关

C．带电粒子做一次圆周运动，要被加速两次，因此交变电场的周期应为圆周运动周期的二倍

D．用同一回旋加速器分别加速不同的带电粒子，不用调节交变电场的频率

难度：中等

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5．

（2016•汕头模拟）1930年，劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，工作原理示意图如图所示．关于回旋加速器，下列说法正确的是（　　）

A．离子从D形盒射出时的动能与加速电场的电压无关

B．回旋加速器交流电的周期在粒子加速过程中保持不变

C．要使粒子获得的最大动能增大，可以增大D形盒的半径

D．不改变交流电的频率和磁感应强度B，加速质子的回旋加速器也可以用来加速α粒子

难度：中等

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6．

（2015秋•重庆校级月考）回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示，它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近，分别和高频交流电源相连接，两盒间的窄缝中形成匀强电场，使带电粒子每次通过窄缝都得到加速．两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，带电粒子在磁场中做圆周运动，通过两盒间的窄缝时反复被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出．如果用同一回旋加速器分别加速氚核（

H）和α粒子（

He），比较它们所加的高频交流电源的周期和获得的最大动能的大小，有（　　）

A．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能也较大

B．加速氚核的匀强电场的电势差较大，氚核获得的最大动能较大

C．匀强磁场的磁感应强度较大，氚核获得的最大动能也较大

D．D形金属盒的半径较大，氚核获得的最大动能较大

难度：较易

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7．

（2015秋•红河州校级期末）如图为质谱仪的工作原理图．带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器．速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E．平板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下方有强度为B₀的匀强磁场．下列表述正确的是（　　）

A．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里

B．速度选抒器中的磁场方向垂直纸面向外

C．能迪过狭缝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，粒子的荷质比越小

难度：中等

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8．回旋加速器是获得高能带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源的两极相连的两个D形盒，两盒间的轨道中形成周期性变化的电场，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中．若已知回旋加速器D形盒的半径r、匀强磁场的磁感应强度为B，一个质量为m，电荷量为q的粒子在加速器的中央从速度为0开始加速．下列回旋加速器说法中正确的是（　　）

A．回旋加速器所加交变加速电压的周期与粒子在该磁场中做匀速圆周运动的周期相等

B．粒子离开回旋加速器时的动能大小是

q2B2r2

C．粒子从磁场中获得能量，电场中改变方向

D．狭缝间交变加速电压越大，带电粒子从D形盒射出时的动能越大

难度：中等

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9．带电粒子在回旋加速器中运动时，（　　）

A．所加电压为直流电压

B．所加电压为交变电压

C．电场用来加速带电粒子，磁场使带电粒子回旋

D．电场和磁场同时用来加速带电粒子