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《三年高考物理高频考点精选分类解析考点31速度选择器和回旋加速器》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、最新三年高考物理高频考点精选分类解析考点31速度选择器和回旋加速器【考点知识方法解读】1.回旋加速器是加速带电粒子的装置，离子山加速器的中心附近进入加速器，经过回旋加速后从加速器的边缘出加速器，离子通过电场加速从电场中获得能量。凹旋加速器粒子运动周期与狭缝上所加交变电压的周期相等。2.
2、叫旋加速器狭缝所加交变电压的周期等于粒子做匀速圆周运动的周期，粒子
3、叫旋一周加速v2q2B2R2两次。由qvB=m—可知粒子加速后的最大动能爲二，与加速电压无关。R2m【最新三年高考物理精选解析］1（2011天津理综卷）冋旋加速器在核科学、核技术、核医学等高新技术领域得到了广泛应
4、用，有力地推动了现代科学技术的发展。（1）当今医学影像诊断设备PET/CT堪称“现代医学高科技之冠”，它在医疗诊断中，常利用能放射止电子的同位素碳11作为示踪原子。碳11是由小型凹旋加速器输出的高速质子轰击氮14获得，同时还产生另一粒了，试写出核反应方程。若碳11的半衰期t为20min,经2.Oh剩余碳11的质最占原来的百分之几？（结果取2位有效数字）（2）回旋加速器的原理如图，□和D是两个小空的半径为R的半圆金属盒，它们接在电压—•定、频率为f的交流电源上。位于口鬪心处的质了源A能不断产生质了（初速度口J以忽略，重力不计）.，它们在两盒Z间被电场加速，叽D2置
5、于与盒面垂肓的磁感应强度为B的匀强磁场屮。若质子束从I叫旋加速器输出时的平均功率为P,求输出时质子束的等效电流I与P、B、R、f的关系式(忽略质子在电场中的运动时间，其最大速度远小于光速)(3)试推理说明：质了在回旋加速器中运动时，随轨道半径r的增大，同一盒中相邻轨道的半径之差是增人、减小还是不变？【解析】(1)核反应方程为『“+：HT?C+；矗①设碳11原有质量为m0,经过t：=2.0h剩余的质量为g,根据半衰期定义有120〔2)设质子质量为m,电荷量为q,质子离开加速器时速度大小为v,由牛顿第二定律知V"qvB=w—③R质子运动的回旋周期为心込迥④vqB由回
6、旋加速器工作原理可知，交流电源的频率与质子回旋频率相同，由周期T与频率f的关系得f=-⑤T设在t吋间内离开加速辭的质子数为N,则质子束从回旋加速•器输出吋的平均功率N-—mv2P=—Z——⑥t输出时质了的等效电流1=些⑦trh匕述各式得/=兀BR》f若以单个质子为研究对象解答过程正确的同样得分。（3）方法一设狀总屮）为同一盒中质子运动轨道半径的序数，相邻的轨道半径分别为U、G+1（7十1>）=»=-匕：，在相应轨道上质子对应的速度大小分别为V-..*小A、D2之间的电压为U,由动能定理知整理得=B均为定值，令0=4mU，由上式得由洛伦兹力充当质子做圆周运动的向
7、心力,r，则4mU莎（如+G相邻轨道半径7+2Z差A如=心2一如同理«•+】+«+2因为4+2〉rk，比较Nt、M+I得△g<°说明随轨道半径r的增人，同一•盒屮相邻轨道的半径之^Ar减小。•方•法二:设心「V*）为同一盒中质子运动轨道半径的序数，相邻的轨道半径分别为J（%1＞生），Ar..=匸1-厲，在相应轨道上质子对应的速度大小分别为《、%i，D＞吐之间的电压为U。由洛化兹力充当质子做圆周运动的向心力，知N1由动能定理知，质子每剂速一次，其动能増量AEr=qUG以质子在D2盒中运动为例第k次进入D2时，被电场剂速G-1）次，速度大.小为叫=(2k)2qUm
8、同理，质子第伙+1）次进入D2吋，速度人小为叫+1=(2k+V)2qUm综合上述各式得l2k-lV2Zr+l幣理得2k彳+2k+1rL-172-22£+l2心(2£+1)亿+J)同理，对于相邻轨道半径尸“、r“,耳m，整理后有2r：1g=（2上+1）（煤.1+J）由于尸“>企，比较》、得».1＜乂说明随轨道半径r的増大，同一盒中相邻轨道的半径之差△「减小。用同样的方法也可得到质子在亠盒中运动时具有相同的结论。2.（2008广东物理）1930年劳伦斯制成了壯界上第一台M旋加速器，其原理如图所示，这台加速器由两个铜质D形盒以、D2构成，其间留有空隙，下列说法正确
9、的是A.离子由加速器的屮心附近进入加速器B.离了由加速器的边缘进入加速器C.离子从磁场中获得能量D.离子从电场中获得能虽【答案】AD【解析】：由回旋加速器原理可知，离子市加速器的屮心附近进入加速器，经过回旋加速后从加速器的边缘出加速器，离了通过电场加速从电场中获得能量，选项AD正确。1.（2009江苏物理）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，置于高真空屮的D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小，带电粒了穿过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处粒子源产牛的粒子，质量为叭电荷量为+q,在加速器中被加速，加
10、速电压为U。加速过程屮不
