劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器，工作原理示意图如图所示．置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略．磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂打印页面

劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器，工作原理示意图如图所示．置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略．磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂

网友投稿 2023-04-06 00:00:00 零零社区

◎ 题目

劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器，工作原理示意图如图所示．置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略．磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f，加速电压为U．若A处粒子源产生的质子，质量为m、电荷量为+q，在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响．则
下列说法正确的是（　　）

A．质子被加速后的最大速度不可能超过2πfR

B．质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U成正比

C．质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径粒子出之比为

：1

D．不改变磁感应强度B和交流电频率f该回旋加速器也能用于α粒子加速

◎ 答案

◎ 解析

试题分析：

A、质子出回旋加速器的速度最大，此时的半径为R，则v=2πR/T =2πRf，所以最大速度不超过2πfR，故A正确；
B、根据qvB=mv²/R ，知v=qBR/m ，则最大动能E_Km=mv²/2=q²B²R²/2m ，与加速的电压无关，故B错误；
C、粒子在加速电场中做匀加速运动，在磁场中做匀速圆周运动，根据知，质子第二次和第一次经过D形盒狭缝的速度比为
：1，根据r=mv/qB ，则半径比为 2 ：1，故C正确；
D、带电粒子在磁场中运动的周期与加速电场的周期相等，根据T=2πm/qB 知，换用α粒子，粒子的比荷变化，周期变化，回旋加速器需改变交流电的频率才能加速α粒子，故D错误。
故选：AC．

◎ 知识点

专家分析，试题“劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器，工作原理示意图如图所示．置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略．磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂…”主要考查了你对【质谱仪】，【回旋加速器】等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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