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回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻交流電極相連接的兩個D形金屬盒。兩盒間的狹縫中形成的周期性變化的電場，使粒子在通過狹縫時都能得到加速。兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強磁場中，如圖所示。在保持勻強磁場和加速電壓不變的情況下用同一裝置分別對質子()和氦核()加速，則下列說法中正確的是（  ）
A．質子與氦核所能達到的最大速度之比為l：2
B．質子與氦核所能達到的最大速度之比為2：l
C．加速質子、氦核時交流電的周期之比為2：l
D．加速質子、氦核時交流電的周期之比為l：2
BD

試題分析：回旋加速器，粒子在磁場中運動的周期和高頻交流電的周期相等，當粒子從D形盒中出來時，速度最大，此時運動的半徑等于D形盒的半徑．
AB、當粒子從D形盒中出來時速度最大，由得，可見質子與氦核所能達到的最大速度之比為2：l；B正確
CD、粒子在磁場中運動的周期和高頻交流電的周期相等，由,可知加速質子、氦核時交流電的周期之比為l：2；D正確
故選BD
點評：關鍵是知道當粒子從D形盒中出來時，速度最大．以及知道回旋加速器粒子在磁場中運動的周期和高頻交流電的周期相等．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，不同元素的二價離子經加速后豎直向下射入由正交的勻強電場和勻強磁場組成的粒子速度選擇器，恰好都能沿直線穿過，然后垂直于磁感線進入速度選擇器下方另一個勻強磁場，偏轉半周后分別打在熒屏上的M、N兩點．下列說法中不正確的有（　�。�
A．這兩種二價離子一定都是負離子
B．速度選擇器中的勻強磁場方向垂直于紙面向里
C．打在M、N兩點的離子的質量之比為OM：ON
D．打在M、N兩點的離子在下面的磁場中經歷的時間相等

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其主體部分是兩個D形金屬盒,兩金屬盒處在垂直于盒底的勻強磁場中，與高頻交流電源相連接后，使粒子每次經過兩盒間的狹縫時都能得到加速，如圖所示�，F要增大帶電粒子從回旋加速器射出時的動能，下列方法可行的是
A．僅減小磁場的磁感應強度
B．僅減小狹縫間的距離
C．僅增大高頻交流電壓
D．僅增大金屬盒的半徑

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，回旋加速器是用來加速帶電粒子使它獲得很大動能的裝置，其核心部分是兩個D型金屬盒，置于勻強磁場中，兩盒分別與高頻電源相連。下列說法正確的有(　 　)

A．粒子被加速后的最大速度隨磁感應強度和D型盒的半徑的增大而增大
B．粒子被加速后的最大動能隨高頻電源的加速電壓的增大而增大
C．高頻電源頻率由粒子的質量、電量和磁感應強度決定
D．粒子從磁場中獲得能量

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖是質譜儀的工作原理示意圖．帶電粒子被加速電場加速后，進入速度選擇器。速度選擇器內相互正交的勻強磁場和勻強電場的強度分別為B和E，平板S上有可讓粒子通過的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A1A2．平板S下方有磁感應強度為B0的勻強磁場．下列說法正確的是（　   　 ）
A．速度選擇器中的磁場方向垂直紙面向里
B．能通過狹縫P的帶電粒子的速率等于B / E
C．比荷（q/m）越大的粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P
D．粒子從P點運動到膠片A1A2的時間為2πm/qB0

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，設勻強磁場的磁感應強度為B，D形金屬盒的半徑為R，狹縫間的距離為d，勻強電場間的加速電壓為U，要增大帶電粒子（電荷量為q、質量為m，不計重力）射出時的動能，則下列方法中正確的是（   ）
A．增大勻強電場間的加速電壓
B．減小狹縫間的距離
C．增大磁場的磁感應強度
D．增大D形金屬盒的半徑

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

回旋加速器的核心部分是兩個半徑為R的D型金屬扁盒，如圖，盒正中央開有一條窄縫，在兩個D型盒之間加交變電壓，于是在縫隙中形成交變電場，由于屏蔽作用，在D型盒內部電場很弱，D型盒裝在真空容器中，整個裝置放在巨大電磁鐵的兩極之間，磁場方向垂直于D型盒的底面，只要在縫隙中的交變電場的頻率不變，便可保證粒子每次通過縫隙時總被加速，粒子的軌道半徑不斷增大，并逐漸靠近D型盒邊緣，加速到最大能量E后，再用特殊的裝置將它引出。在D型盒上半面中心出口A處有一正離子源，正離子所帶電荷量為q、質量為m，加速時電極間電壓大小恒為U。（加速時的加速時間很短，可忽略；正離子從離子源出發(fā)時初速為零）。則下列說法正確的是
A．增大交變電壓U，則正離子在加速器中運行時間將變短
B．增大交變電壓U，則正離子在加速器中運行時間將不變
C．正離子第n次穿過窄縫前后的速率之比為
D．回旋加速器所加交變電壓的頻率為

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖，豎直放置的兩塊很大的平行金屬板a、b，相距為d，ab間的電場強度為E，今有一帶正電的微粒從a板下邊緣以初速度v0豎直向上射入電場，當它飛到b板時，速度大小不變，而方向變成水平方向，且剛好從高度也為d的狹縫穿過b板而進入bc區(qū)域，bc寬度也為d，所加電場大小為E，方向豎直向上;磁感應強度方向垂直于紙面向里，磁感應強度大小等于，重力加速度為g，則下列說法中正確的是（  ）
A．粒子在ab區(qū)域中做勻變速運動，運動時間為
B．粒子在bc區(qū)域中做勻速圓周運動，圓周半徑r=d
C．粒子在bc區(qū)域中做勻速直線運動，運動時間為
D．粒子在ab、bc區(qū)域中運動的總時間為

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

1932年，勞倫斯和利文斯設計出了回旋加速器�；匦铀倨鞯墓ぷ髟砣鐖D所示，置于高真空中的D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫距離為d，。磁感應強度為B的勻強磁場與盒面垂直。A處粒子源產生的粒子，質量為m、電荷量為+q ，在加速器中被加速，加速電壓為U。加速過程中不考慮相對論效應和重力作用。
（1）求粒子第2次和第1次經過兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比；
（2）求粒子從靜止開始加速到出口處(電場和磁場)所需的總時間t；

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