如圖，是回旋加速器的原理示意圖，其核心部分是兩個D形金屬盒，在加速帶電粒子時，兩金屬盒置于磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中，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，不計重力），則下列判斷正確的是（　�。�
A．質(zhì)子加速度的最大動能為
q2B2R2
2m
B．質(zhì)子每次加速后經(jīng)過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)子在電場與磁場中運動的總時間為t=
πBR2
2U
+d
2mN
qU
D．不改變磁感應(yīng)強度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
，粒子獲得的最大動能Ekm=
1
2
mvm2=
q2B2R2
2m
，故A正確；
B、由動能定理可得△Ek=qU，可知每次加速動能增加相同，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錯誤；
C、設(shè)粒子加速的次數(shù)為N，由動能定理可得：NqU=Ekm=
q2B2R2
2m
?N=
qB2R2
2mU
，故在磁場中運動的時間為：tB=
N
2
T=
qB2R2
4mU
×
2πm
Bq
=
πBR2
2U
，在電場中勻加速運動：Nd=
1
2
qU
md
t2E?tE=d
2mN
qU
，故在電磁場中運動的總時間為：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)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

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

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

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電場和勻強磁場區(qū)域．磁場的磁感應(yīng)強度為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（垂直于磁場方向的平面）做速度大小為v的勻速圓周運動，重力加速度為g．
（1）求此區(qū)域內(nèi)電場強度的大小和方向
（2）若某時刻微粒在場中運動到P點時，速度與水平方向的夾角為60°，且已知P點與水平地面間的距離等于其做圓周運動的半徑．求該微粒運動到最高點時與水平地面間的距離．
（3）當(dāng)帶電微粒運動至最高點時，將電場強度的大小變?yōu)樵瓉淼?span mathtag="math" >
1
2
（不計電場變化對原磁場的影響），且?guī)щ娢⒘Ｄ苈渲恋孛�，求帶電微粒落至地面時的速度大小．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖為一種改進后的回旋加速器示意圖，其中盒縫間的加速電場場強大小恒定，且被限制在AC板間，虛線中間不需加電場，如圖所示，帶電粒子從P0處以速度v0沿電場線方向射入加速電場，經(jīng)加速后再進入D形盒中的勻強磁場做勻速圓周運動，對這種改進后的回旋加速器，下列說法正確的是（　�。�
A．帶電粒子每運動一周被加速兩次
B．帶電粒子每運動一周P1P2=P3P4
C．加速粒子的最大速度與D形盒的尺寸有關(guān)
D．加速電場方向需要做周期性的變化

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示的平行板器件中．電場強度E和磁感應(yīng)強度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，所以叫做速度選擇器．若正離子（不計重力）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，能沿著圖示虛線路徑通過速度選擇器
B．正離子從Q孔射入后，能沿著圖示虛線路徑通過速度選擇器
C．僅改變離子的電性，負離子從P孔射入后，不能沿圖示虛線路徑通過速度選擇器
D．僅改變離子的電量，正離子從P孔射入后，不能沿圖示虛線路徑通過速度選擇器

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

關(guān)于回旋粒子加速器，下列說法正確的是（　　）
①加速器中的電場和磁場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能量越大
⑨加速電場的電壓越大粒子從加速器射出時能量越大
④加速器中的磁感強度越大粒子從加速器射出時能量越大．
A．①②B．①③C．②③D．②④

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科目：高中物理 來源：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“D”形金屬盒，在加速帶電粒子時，兩金屬盒置于勻強磁場中，并分別與高頻電源兩極相連。帶電粒子在磁場中運動的動能Ek隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示，若忽略帶電粒子在電場中的加速時間，則下列說法正確的是

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能增大，可以增大“D”形盒的半徑
D．在磁感應(yīng)強度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，粒子的最大動能一定越大

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

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

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

質(zhì)譜儀是一種測定帶電粒子質(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垂直于磁感線進入勻強磁場，運轉(zhuǎn)半周后到達照相底片上的P點．設(shè)P到S1的距離為x，則
A．若離子束是同位素，則x越大對應(yīng)的離子質(zhì)量越小
B．若離子束是同位素，則x越大對應(yīng)的離子質(zhì)量越大
C．只要x相同，對應(yīng)的離子質(zhì)量一定相同
D．x相同，對應(yīng)的離子的比荷可能不相等

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