如圖，是回旋加速器的原理示意圖，其核心部分是兩個(gè)D形金屬盒，在加速帶電粒子時(shí)，兩金屬盒置于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并分別與高頻的交流電相連，已知加速電壓為U，D形金屬盒的半徑為R，兩盒之間的狹逢距離為d，若O處粒子源產(chǎn)生質(zhì)量為m、電荷量為+q的質(zhì)子在加速器中被加速（忽略粒子質(zhì)量變化，不計(jì)重力），則下列判斷正確的是（　�。�
A．質(zhì)子加速度的最大動(dòng)能為
q2B2R2
2m
B．質(zhì)子每次加速后經(jīng)過(guò)D形盒間的狹縫軌道半徑是加速前軌道半徑的2倍
C．質(zhì)子在電場(chǎng)與磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為t=
πBR2
2U
+d
2mN
qU
D．不改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B和交變電流的頻率f，該回旋加速度器不能用于加速氘核

A、由qvmB=
mvm2
R
得R=
mvm
qB
?vm=
BqR
m
，粒子獲得的最大動(dòng)能Ekm=
1
2
mvm2=
q2B2R2
2m
，故A正確；
B、由動(dòng)能定理可得△Ek=qU，可知每次加速動(dòng)能增加相同，但速度增加不是相同，根據(jù)R=
mv
Bq
，可知，狹縫軌道半徑不是加速前軌道半徑的2倍，故B錯(cuò)誤；
C、設(shè)粒子加速的次數(shù)為N，由動(dòng)能定理可得：NqU=Ekm=
q2B2R2
2m
?N=
qB2R2
2mU
，故在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為：tB=
N
2
T=
qB2R2
4mU
×
2πm
Bq
=
πBR2
2U
，在電場(chǎng)中勻加速運(yùn)動(dòng)：Nd=
1
2
qU
md
t2E?tE=d
2mN
qU
，故在電磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為：t=
πBR2
2U
+d
2mN
qU
，故C正確；
D、加速粒子的周期等于交變電流的周期，故不改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B和交變電流的頻率f，該回旋加速度器不能用于加速氘核，故D正確；
故選：ACD．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：多選題

如圖所示，在半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在邊長(zhǎng)為2R的正方形區(qū)域里也有勻強(qiáng)磁場(chǎng)．兩個(gè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同，兩個(gè)相同的帶電粒子以相同的速率分別從M、N兩點(diǎn)射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)．在M點(diǎn)射入的帶電粒子，其速度方向指向圓心；在N點(diǎn)射入的帶電粒子，速度方向與邊界垂直，且N點(diǎn)為正方形邊長(zhǎng)的中點(diǎn)，則下列說(shuō)法正確的是（　　）
A．帶電粒子在磁場(chǎng)中飛行的時(shí)間可能相同
B．從M點(diǎn)射入的帶電粒子可能先飛出磁場(chǎng)
C．從N點(diǎn)射入的帶電粒子可能先飛出磁場(chǎng)
D．從N點(diǎn)射入的帶電粒子不可能比M點(diǎn)射入的帶電粒子先飛出磁場(chǎng)

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，在水平地面上方附近有一范圍足夠大的互相正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域．磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向水平并垂直紙面向里．一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的帶正電微粒在此區(qū)域內(nèi)沿豎直平面（垂直于磁場(chǎng)方向的平面）做速度大小為v的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，重力加速度為g．
（1）求此區(qū)域內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向
（2）若某時(shí)刻微粒在場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)，速度與水平方向的夾角為60°，且已知P點(diǎn)與水平地面間的距離等于其做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑．求該微粒運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)與水平地面間的距離．
（3）當(dāng)帶電微粒運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)時(shí)，將電場(chǎng)強(qiáng)度的大小變?yōu)樵瓉?lái)的
1
2
（不計(jì)電場(chǎng)變化對(duì)原磁場(chǎng)的影響），且?guī)щ娢⒘Ｄ苈渲恋孛�，求帶電微粒落至地面時(shí)的速度大�。�

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖為一種改進(jìn)后的回旋加速器示意圖，其中盒縫間的加速電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)大小恒定，且被限制在A(yíng)C板間，虛線(xiàn)中間不需加電場(chǎng)，如圖所示，帶電粒子從P0處以速度v0沿電場(chǎng)線(xiàn)方向射入加速電場(chǎng)，經(jīng)加速后再進(jìn)入D形盒中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，對(duì)這種改進(jìn)后的回旋加速器，下列說(shuō)法正確的是（　�。�
A．帶電粒子每運(yùn)動(dòng)一周被加速兩次
B．帶電粒子每運(yùn)動(dòng)一周P1P2=P3P4
C．加速粒子的最大速度與D形盒的尺寸有關(guān)
D．加速電場(chǎng)方向需要做周期性的變化

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示的平行板器件中．電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B相互垂直，具有不同水平速度的帶電粒子從P孔射入后發(fā)生偏轉(zhuǎn)的情況不同．利用這種裝置能把具有某一特定速度的粒子選擇出來(lái)，所以叫做速度選擇器．若正離子（不計(jì)重力）以水平速度v=
E
B
射入速度選擇器，則（　�。�
A．正離子從P孔射入后，能沿著圖示虛線(xiàn)路徑通過(guò)速度選擇器
B．正離子從Q孔射入后，能沿著圖示虛線(xiàn)路徑通過(guò)速度選擇器
C．僅改變離子的電性，負(fù)離子從P孔射入后，不能沿圖示虛線(xiàn)路徑通過(guò)速度選擇器
D．僅改變離子的電量，正離子從P孔射入后，不能沿圖示虛線(xiàn)路徑通過(guò)速度選擇器

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

關(guān)于回旋粒子加速器，下列說(shuō)法正確的是（　�。�
①加速器中的電場(chǎng)和磁場(chǎng)都可以使帶電粒子加速
②加速器的半徑越大粒子從加速器射出時(shí)能量越大
⑨加速電場(chǎng)的電壓越大粒子從加速器射出時(shí)能量越大
④加速器中的磁感強(qiáng)度越大粒子從加速器射出時(shí)能量越大．
A．①②B．①③C．②③D．②④

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

圖甲是回旋加速器的示意圖，其核心部分是兩個(gè)“D”形金屬盒，在加速帶電粒子時(shí)，兩金屬盒置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并分別與高頻電源兩極相連。帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能Ek隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示，若忽略帶電粒子在電場(chǎng)中的加速時(shí)間，則下列說(shuō)法正確的是

A．在Ek—t圖中應(yīng)有（t2-t1）＞（t3-t2）＞（t4-t3）＞……（tn-tn-1）
B．高頻電源的變化周期應(yīng)該等于tn-tn-1
C．要使粒子獲得的最大動(dòng)能增大，可以增大“D”形盒的半徑
D．在磁感應(yīng)強(qiáng)度B、“D”形盒半徑R、粒子的質(zhì)量m及其電荷量q不變的情況下，粒子的加速次數(shù)越多，粒子的最大動(dòng)能一定越大

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

1930年勞倫斯制成了世界上第一臺(tái)回旋加速器，其原理如下圖所示，這臺(tái)加速器由兩個(gè)銅質(zhì)D形盒D1、D2構(gòu)成，其間留有空隙．下列說(shuō)法正確的是
A．離子從D形盒之間空隙的電場(chǎng)中獲得能量
B．回旋加速器只能用來(lái)加速正離子
C．離子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期是加速交變電壓周期的一半
D．離子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期與加速交變電壓周期相等

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

質(zhì)譜儀是一種測(cè)定帶電粒子質(zhì)量或分析同位素的重要設(shè)備，它的構(gòu)造原理如圖示．離子源S產(chǎn)生的各種不同正離子束（速度可視為零），經(jīng)MN間的加速電壓U加速后從小孔S1垂直于磁感線(xiàn)進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，運(yùn)轉(zhuǎn)半周后到達(dá)照相底片上的P點(diǎn)．設(shè)P到S1的距離為x，則
A．若離子束是同位素，則x越大對(duì)應(yīng)的離子質(zhì)量越小
B．若離子束是同位素，則x越大對(duì)應(yīng)的離子質(zhì)量越大
C．只要x相同，對(duì)應(yīng)的離子質(zhì)量一定相同
D．x相同，對(duì)應(yīng)的離子的比荷可能不相等

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同步練習(xí)冊(cè)答案