回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒,两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两D形

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 回旋加速器/2023-04-06 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒,两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图所示.设D形盒半径为R.若用回旋加速器加速质子时,匀强磁场的磁感应强度为B,高频交流电频率为f.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.质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关
C.只要R足够大,质子的速度可以被加速到任意值
D.不改变B和f,该回旋加速器也能用于加速α粒子
魔方格

◎ 答案

AB

◎ 解析

试题分析:

A、由T=2πr/v得v=2πr/T=2πfr.当r=R时,v最大,此v=2πfR,故A正确;

B、由qvB=mv2/r得v=qBr/m,当r=R时,v最大,v=qBR/m,由此可知质子的最大速度只与粒子本身的荷质比,加速器半径,和磁场大小有关,故B正确;
C、考虑到狭义相对论,任何物体速度不可能超过光速,故C错误;
D、此加速器加速电场周期T=2πm/qB,加速α粒子时T=2π(4m)/(2q)B=4πm/qB,两个周期不同,不能加速α粒子.故D错误。
故选:AB

◎ 知识点

    专家分析,试题“回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒,两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两D形…”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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