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4、回旋加速器是用來加速帶電粒子的裝置,它的核心部分是兩個(gè)D型金屬盒,如圖6所示,盒正中間開有一個(gè)窄縫,在兩個(gè)D形盒之間加交流電壓,于是在縫隙中形成交變電場(chǎng),由于電屏蔽作用,在D型盒內(nèi)部電場(chǎng)很弱。D型盒裝在真空容器中,整個(gè)裝置放在巨大電磁鐵的兩極之間,磁場(chǎng)方向垂直于D型盒的底面。
回旋加速器的工作原理如圖7所示。放在A0處的粒子源發(fā)出一個(gè)帶正電的粒子,它以某一速率V0垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng),在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。經(jīng)過半個(gè)周期,當(dāng)它沿著圓弧A0A1到達(dá)A1時(shí),在
處加一個(gè)向上的電場(chǎng),使這個(gè)帶電粒子在
受到一次電場(chǎng)加速,速率由V0增加到V1。然后粒子以速率V1在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。我們知道,粒子的軌道半徑跟它的速率成正比,因而粒子沿著半徑增大了的圓周運(yùn)動(dòng)。又經(jīng)過半個(gè)周期,當(dāng)它沿著半圓弧
到達(dá)
時(shí),在
處加一個(gè)向下電場(chǎng),使粒子又一次受到電場(chǎng)的加速,速率增加到V2。如此繼續(xù)下去,每當(dāng)粒子運(yùn)動(dòng)到窄縫處時(shí)都使它受到電場(chǎng)的加速,粒子將沿著圖示螺線
……回旋下去,速率將一步一步地增大。
已知回旋加速器的D型盒半徑為R=60cm。兩盒間距1cm,用它加速質(zhì)子時(shí)可使質(zhì)子獲得4MeV的能量,加速電壓為U=2×104V。求(1)該加速器中偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度;(2)質(zhì)子在D型盒中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t;(3)整個(gè)過程中,質(zhì)子在運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間
。
| ① |
| KSCN溶液 |
| 新制氯水 |
| 一段時(shí)間后 |
| 編號(hào) | 猜想 |
| 假設(shè)1 | 新制的氯水具有漂白性,溶液被漂白 新制的氯水具有漂白性,溶液被漂白 |
| 假設(shè)2 | 溶液中的SCN-被過量的氯水氧化 |
| 假設(shè)3 | 溶液中的Fe3+被還原成Fe2+ 溶液中的Fe3+被還原成Fe2+ |
| 編號(hào) | 實(shí)驗(yàn)操作 | 預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論 |
| ① | 取少量褪色后溶液,加入KSCN溶液 取少量褪色后溶液,加入KSCN溶液 |
如果溶液變紅色,說明該同學(xué)的猜想是合理的;如果溶液不變紅色,說明乙同學(xué)的猜想是不合理的 如果溶液變紅色,說明該同學(xué)的猜想是合理的;如果溶液不變紅色,說明乙同學(xué)的猜想是不合理的 |
| ② | 取少量褪色后溶液,加入FeCl3溶液 取少量褪色后溶液,加入FeCl3溶液 |
如果溶液仍不變紅色,說明該同學(xué)的猜想是合理的;如果溶液變紅色,說明該同學(xué)的猜想是不合理的 如果溶液仍不變紅色,說明該同學(xué)的猜想是合理的;如果溶液變紅色,說明該同學(xué)的猜想是不合理的 |
| 編號(hào) | 猜想 |
| 甲 | 溶液中的+3價(jià)Fe又被還原為+2價(jià)Fe |
| 乙 | 溶液中的SCN-被過量的氯水氧化 |
| 丙 | 新制的氯水具有漂白性,將該溶液漂白 |
| 編號(hào) | 實(shí)驗(yàn)操作 | 預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論 |
某研究性學(xué)習(xí)小組在CO還原Fe2O3的實(shí)驗(yàn)中,用磁鐵吸出生成的黑色粉末X,他們認(rèn)為X不一定是Fe,若溫度不均時(shí)會(huì)生成Fe3O4,也能被磁鐵吸引。為了探究X的組成,他們進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。
I、定性檢驗(yàn)
|
實(shí)驗(yàn)編號(hào) |
實(shí)驗(yàn)操作 |
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 |
|
① |
取少量黑色粉末X放入試管1中,注入濃鹽酸,微熱 |
黑色粉末逐漸溶解,溶液呈黃綠色,有少量氣泡產(chǎn)生 |
|
② |
另取少量黑色粉末X放入試管2中,注入足量硫酸銅溶液,振蕩,靜置 |
有極少量紅色物質(zhì)析出,仍有較多黑色固體未溶解 |
由上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推斷,黑色粉末X的成分是 。
II、定量測(cè)定
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⑴ 操作Z的名稱是 ,如圖19的儀器中,在灼燒沉淀時(shí)必須用到的是 (填字母)。
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⑵ 寫出溶液Y中滴加H2O2溶液時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:
。
⑶ 將沉淀物加熱,并置于干燥器中冷卻至室溫,用托盤天平稱量其質(zhì)量為b1 g,再次加熱并冷卻至室溫稱量其質(zhì)量為b2 g,若b1 - b2 = 0.3 g,則接下來還應(yīng)進(jìn)行的操作是
。
⑷ 有同學(xué)認(rèn)為:上述流程若不加入H2O2,其它步驟不變,只要在空氣中充分放置仍可達(dá)到目的。他的理由是(用化學(xué)方程式表示):
。
⑸ 通過以上數(shù)據(jù),得出2.376 g黑色粉末中各成分的物質(zhì)的量為 。
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