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兩極相連接的兩個(gè)D形金屬盒，兩盒間的狹縫中形成的周期性變化的勻強(qiáng)電場(chǎng)（其頻率為f），使粒子在通過(guò)狹縫時(shí)都能得到加速，兩D形金屬盒處于垂直于盒底面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖6所示，設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，D形金屬盒的半徑為R，狹縫間的距離為d，勻強(qiáng)電場(chǎng)間的加速電壓為U．則下列說(shuō)法中正確的是（　�。�

A．增大勻強(qiáng)電場(chǎng)間的加速電壓，被加速粒子最終獲得的動(dòng)能將增大

B．增大磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，被加速粒子最終獲得的動(dòng)能將增大

C．被加速粒子最終速度大小不超2πfR

D．增大勻強(qiáng)電場(chǎng)間的加速電壓，被加速粒子在加速器中運(yùn)動(dòng)的圈數(shù)將減少

1930年勞倫斯制成了世界上第一臺(tái)回旋加速器，其原理如圖所示，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．離子從電場(chǎng)中獲得能量

B．離子從磁場(chǎng)中獲得能量

C．增大加速電場(chǎng)的電壓可增加離子從回旋加速器中獲得的最大動(dòng)能

D．增大D形盒的半徑可增加離子從回旋加速器中獲得的最大動(dòng)能

如圖所示，回旋加速器D形盒的半徑為R，用來(lái)加速質(zhì)量為m，電量為q的質(zhì)子，質(zhì)子每次經(jīng)過(guò)電場(chǎng)區(qū)時(shí)，都恰好在電壓為U時(shí)并被加速，且電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)，使質(zhì)子由靜止加速到能量為E后，由A孔射出．下列說(shuō)法正確的是（　�。�

A．D形盒半徑R、磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，若加速電壓U越高，質(zhì)子的能量E將越大

B．磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，若加速電壓U不變，D形盒半徑R越大、質(zhì)子的能量E將越大

C．D形盒半徑R、磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，若加速電壓U越高，質(zhì)子的在加速器中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間將越長(zhǎng)

D．D形盒半徑R、磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，若加速電壓U越高，質(zhì)子的在加速器中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間將越短

1930年勞倫斯制成了世界上第一臺(tái)回旋加速器，其原理如圖所示，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．回旋加速器只能用來(lái)加速正離子

B．離子從D形盒之間空隙的電場(chǎng)中獲得能量

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)的周期是加速交變電壓周期的2倍

質(zhì)譜議的構(gòu)造原理如圖所示．從粒子源S出來(lái)時(shí)的粒子速度很小，可以看作初速為零，粒子經(jīng)過(guò)電場(chǎng)加速后進(jìn)入有界的垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，并沿著半圓周運(yùn)動(dòng)而達(dá)到照相底片上的P點(diǎn)，測(cè)得P點(diǎn)到入口的距離為x，則以下說(shuō)法正確的是（　�。�

A．粒子一定帶正電

B．粒子一定帶負(fù)電

C．x越大，則粒子的質(zhì)量與電量之比一定越大

D．x越大，則粒子的質(zhì)量與電量之比一定越小

回旋加速器是用來(lái)加速帶電粒子的裝置，如圖所示．它的核心部分是兩個(gè)D形金屬盒，兩盒相距很近（縫隙的寬度遠(yuǎn)小于盒半徑），分別和高頻交流電源相連接，使帶電粒子每通過(guò)縫隙時(shí)恰好在最大電壓下被加速．兩盒放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于盒面，帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，粒子通過(guò)兩盒的縫隙時(shí)反復(fù)被加速，直到最大圓周半徑時(shí)通過(guò)特殊裝置被引出．若D形盒半徑為R，所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．設(shè)兩D形盒之間所加的交流電壓的最大值為U，被加速的粒子為α粒子，其質(zhì)量為m、電量為q．α粒子從D形盒中央開(kāi)始被加速（初動(dòng)能可以忽略），經(jīng)若干次加速后，α粒子從D形盒邊緣被引出．求：
（1）α粒子被加速后獲得的最大動(dòng)能E_k；
（2）α粒子在第n次加速后進(jìn)入一個(gè)D形盒中的回旋半徑與緊接著第n+1次加速后進(jìn)入另一個(gè)D形盒后的回旋半徑之比；
（3）α粒子在回旋加速器中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；
（4）若使用此回旋加速器加速氘核，要想使氘核獲得與α粒子相同的動(dòng)能，請(qǐng)你通過(guò)分析，提出一個(gè)簡(jiǎn)單可行的辦法．

質(zhì)譜儀是測(cè)量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素的重要工具，如圖為質(zhì)譜儀原理示意圖。現(xiàn)利用這種質(zhì)譜議對(duì)氫元素進(jìn)行測(cè)量。氫元素的各種同位素從容器A下方的小孔S無(wú)初速度飄入電勢(shì)差為U的加速電場(chǎng)，加速后垂直進(jìn)入磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。氫的三種同位素氕、氘、氚的電量之比為1：1：1，質(zhì)量之比為1：2：3，它們最后打在照相底片D上，形成a、b、c三條“質(zhì)譜線”。關(guān)于三種同位素進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度的排列順序和a、b、c三條“質(zhì)譜線”的排列順序，下列判斷正確的是

質(zhì)譜儀是一種能夠把具有不同荷質(zhì)比（帶電粒子的電荷和質(zhì)量之比）的帶電粒子分離開(kāi)來(lái)的儀器，它的工作原理如圖所示。其中A部分為粒子速度選擇器，C部分是偏轉(zhuǎn)分離器。如果速度選擇器的兩極板間勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度為B₁。偏轉(zhuǎn)分離器區(qū)域勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度為B₂，某種帶電粒子由O點(diǎn)沿直線穿過(guò)速度選擇器區(qū)域后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)分離器。求：
（1）粒子由孔進(jìn)入偏轉(zhuǎn)分離器時(shí)的速度為多大？
（2）粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)分離器后在洛倫茲力作用下做圓周運(yùn)動(dòng)（如圖示），在照相底片MN上的D點(diǎn)形成感光條紋，測(cè)得D點(diǎn)到點(diǎn)的距離為d，則該種帶電粒子帶何種電荷，該種帶電粒子的荷質(zhì)比q/m為多大？

如圖所示為一種質(zhì)譜儀示意圖，位于A處電荷量為q、質(zhì)量為m的離子（重力不計(jì)），從靜止開(kāi)始經(jīng)加速電場(chǎng)加速后沿圖中虛線做勻速圓周運(yùn)動(dòng)通過(guò)靜電分析器，再由P點(diǎn)進(jìn)入磁分析器后，最終打在乳膠片上的Q點(diǎn)。已知靜電分析器通道的半徑為R，均勻輻射電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E磁分析器中有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁 場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。求：
(1)離子在靜電分析器中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小；
(2)加速電場(chǎng)的電壓U；
(3)P，Q兩點(diǎn)間的距離。