回旋加速器的示意圖如圖甲所示，兩D形金屬盒半徑為R，兩盒間狹縫間距為d,勻強(qiáng)磁場(chǎng)與盒面垂直，加在狹縫間的交變電壓u_ab的變化規(guī)律如圖乙所示，周期為T(mén)，U未知。盒圓心O處放射源放出粒子飄入狹縫，其初速度視為零，有粒子經(jīng)電場(chǎng)加速和磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)，最后從盒邊緣的窗口P射出。不考慮粒子的重力及粒子間相互作用。
（1）若放射源是Po,
210
84
P
o
自發(fā)衰變成
206
82
P
b
的同時(shí)放出一個(gè)粒子，衰變過(guò)程中釋放的核能為ΔE₀。已知
210
84
P
o
核的比結(jié)合能為E₁，
206
82
P
b
核的比結(jié)合能為E₂，請(qǐng)寫(xiě)出衰變方程，并求所釋放粒子的比結(jié)合能E₃；
（2）若放射源持續(xù)均勻地放出質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子。
①在t=0時(shí)刻放出的一個(gè)粒子，經(jīng)過(guò)4次加速后到達(dá)圖中的A點(diǎn)，OA間的距離為x,求該粒子到達(dá)A點(diǎn)的速度大小v_A；
②假設(shè)某時(shí)刻從放射源放出的粒子不能被加速即被吸收，能從P出射的粒子每次經(jīng)過(guò)狹縫均做加速運(yùn)動(dòng)。為使得從P處出射的粒子與放射源放出粒子的數(shù)目之比大于40%，求U應(yīng)滿足的條件。

【考點(diǎn)】回旋加速器．

【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容

【解答】

【點(diǎn)評(píng)】

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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：138引用：5難度：0.3

相似題

1．1930年勞倫斯制成了世界上第一臺(tái)回旋加速器，憑借此項(xiàng)成果，他于1939年獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，其原理如圖所示，置于真空中的D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過(guò)的時(shí)間可忽略；磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與盒面垂直，高頻交流電頻率為f,加速電壓為U。若A處粒子源產(chǎn)生質(zhì)子的質(zhì)量為m、電荷量為+q,在加速過(guò)程中不考慮相對(duì)論效應(yīng)和重力的影響。則下列說(shuō)法正確的是（　?。?img alt="菁優(yōu)網(wǎng)" src="http://img.jyeoo.net/quiz/images/202212/330/6755c5bd.png" style="vertical-align:middle" />

A．帶電粒子由加速器的邊緣進(jìn)入加速器

B．被加速的帶電粒子在回旋加速器中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期隨半徑的增大而增大

C．質(zhì)子離開(kāi)回旋加速器時(shí)的最大動(dòng)能與D形盒半徑成正比

D．該加速器加速質(zhì)量為4m、電荷量為2q的α粒子時(shí)，交流電頻率應(yīng)變?yōu)?div id="l8egjpa" class="MathJye" mathtag="math">

發(fā)布：2024/11/5 13:0:1組卷：128引用：3難度：0.8

A．粒子被加速時(shí)電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能

B．粒子被加速時(shí)磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能

C．增大U₀，粒子獲得的最大動(dòng)能將增大

D．若將交變電壓周期減小為

，回旋加速器無(wú)法正常工作

發(fā)布：2024/11/3 1:0:1組卷：90引用：2難度：0.5

A．T_B=T_E

B．改變加速電場(chǎng)電壓，粒子最終獲得的動(dòng)能增大

C．加速電場(chǎng)的電壓有增大，粒子在電場(chǎng)中加速的次數(shù)將減少

D．給比荷不同的其他粒子加速，勻強(qiáng)磁場(chǎng)B和加速電壓不變的情況下粒子獲得的最大動(dòng)能不變

發(fā)布：2024/11/4 4:0:1組卷：19引用：1難度：0.4

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