高考物理命题潜规则解密专项36回旋加速器.docx

1、高考物理命题潜规则解密专项36回旋加速器2019高考物理命题潜规则解密：专项36回旋加速器高频考点36：回旋加速器动态发布：2017广东物理卷第4题、2017年江苏物理第14题、2017天津理综物理第12题近代物理的重要实验装置，是高考考查的重点和热点，考查回旋加速器的试题可能为选择题，也可能为计算题，计算题常常以压轴题出现，综合性强、难度大、分值高、区分度大。命题分析考查方式一定性考查回旋加速器【命题分析】定性考查回旋加速器一般以选择题出现，难度一般不大。例12017广东物理卷第4题1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图1所示，这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间

2、留有空隙，以下说法正确的选项是A、离子由加速器的中心附近进入加速器B、离子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量考查方式二定量考查回旋加速器【命题分析】定量考查回旋加速器一般以计算题出现，难度一般较大。例22017年江苏物理第14题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2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处粒子源产生的粒子，质量为M、电荷量为Q，在加速器中被加速，加速电压为U.加速过程中不考虑相对论效应和重力作用.1求粒子第2次和第1次

3、经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比；2求粒子从静止开始加速到出口处所需的时间T；3实际使用中，磁感应强度和加速电场频率都有最大值的限制.假设某一加速器磁感应强度和加速电场频率的最大值分别为BM、FM，试讨论粒子能获得的最大动能EKM.考查方式三与其它知识综合定量考查回旋加速器【命题分析】回旋加速器在核科学、核技术、核医学等高新技术领域有广泛应用，与其它知识综合定量考查回旋加速器可表达高考理综的综合性。试题一般作为压轴题，分值高，难度较大。例3、2017天津理综物理第12题回旋加速器在核科学、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PETC

4、T堪称“现代医学高科技之冠”，它在医疗诊断中，常利用能放射正电子的同位素碳11作示踪原子。碳11是由小型回旋加速器输出的高速质子轰击氮14获得，同时还产生另一粒子，试写出核反应方程。假设碳11的半衰期T为20MIN，经2.0H剩余碳11的质量占原来的百分之几？结果取2位有效数字2回旋加速器的原理如图，D1和D2是两个中空的半径为R的半圆金属盒，它们接在电压一定、频率为F的交流电源上，位于D1圆心处的质子源A能不断产生质子初速度可忽略，重力不计，它们在两盒之间被电场加速，D1、D2置于盒面垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中。假设质子束从回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

5、、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：质子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R是装置大、减小还是不变？设【2018模拟题精选训练题】1、2018年3月江西南昌一模劳伦斯和利文斯设计的回旋加速器工作原理如下图，置于高真空中的D形金属半径为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.假设A处粒子源产生的质子质量为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，那么以下说法正确的选项是A、质子被加速后的最大速度不可能超过

6、2RFB、质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U成正比C、质子离开回旋加速器时的最大动能与交流电频率F成正比D、质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为12、2018丹东联考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，如下图。设D形盒半径为R。假设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。那么以下说法正确的选项是3、图甲是回旋加速器的原理示意图。其核心部分是两个D型金属盒，在加速带电粒子时，两金属盒

7、置于匀强磁场中磁感应强度大小恒定，并分别与高频电源相连。加速时某带电粒子的动能EK随时间T变化规律如下图乙所示，假设忽略带电粒子在电场中的加速时间，那么以下判断正确的选项是A、离子由加速器的中心附近进入加速器B、高频电源的变化周期应该等于TNTN1C、粒子加速次数越多，粒子最大动能一定越大D、D形盒中的高频电源电压越大，粒子获得的最大动能越大4、2018年2月宁波八校联考如图是医用回旋加速器示意图，其核心部分是两个D型金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连。现分别加速氘核H和氦核HE。以下说法中正确的选项是55.1932年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器，巧妙地利用带电粒子在磁

8、场中的运动特点，解决了粒子的加速问题。现在回旋加速器被广泛应用于科学研究和医学设备中。某型号的回旋加速器的工作原理如图甲所示，图为俯视图乙。回旋加速器的核心部分为D形盒，D形盒装在真空容器中，整个装置放在巨大的电磁铁两极之间的强大磁场中，磁场可以认为是匀强在场，且与D形盒盒面垂直。两盒间狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计。D形盒半径为R，磁场的磁感应强度为B。设质子从粒子源A处时入加速电场的初速度不计。质子质量为M、电荷量为Q。加速器接一定涉率高频交流电源，其电压为U。加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。（1）求质子第1次经过狭缝被加速后进入D形盒运动轨道的半径R1；（2）求质子从静止

9、开始加速到出口处所需的时间T；（3）如果使用这台回旋加速器加速粒子，需要进行怎样的改动？请写出必要的分析及推理。6、20分2018年4月北京昌平二模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14甲所示，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处粒子源产生的粒子，质量为M、电荷量为Q，初速度为0，在加速器中被加速，加速电压为U。加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。1求粒子第1次和第2次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比；2求粒子从静止开始加速到出口处所需的时间T和粒子获得的最大动能EKM

10、；3近年来，大中型粒子加速器往往采用多种加速器的串接组合。例如由直线加速器做为预加速器，获得中间能量，再注入回旋加速器获得最终能量。N个长度逐个增大的金属圆筒和一个靶，它们沿轴线排列成一串，如图14乙所示图中只画出了六个圆筒，作为示意）。各筒相间地连接到频率为F、最大电压值为U的正弦交流电源的两端。整个装置放在高真空容器中。圆筒的两底面中心开有小孔。现有一电量为Q、质量为M的正离子沿轴线射入圆筒，并将在圆筒间的缝隙处受到电场力的作用而加速设圆筒内部没有电场。缝隙的宽度很小，离子穿过缝隙的时间可以不计。离子进入第一个圆筒左端的速度为V1，且此时第【一】二两个圆筒间的电势差U1U2U。为使打到靶上的离子获得最大能量，各个圆筒的长度应满足什么条件？并求出在这种情况下打到靶上的离子的能量。QQ显微镜：助学助考助你成功