如图所示，回旋加速器D形盒的半径为R，用来加速质量为m，电量为q的质子，质子每次经过电场区时，都恰好被电压为U的电场加速，且电场可视为匀强电场，使质子由静止加速 - 高中物理试题 - 超级试练试题库

题目

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如图所示，回旋加速器D形盒的半径为R，用来加速质量为m，电量为q的质子，质子每次经过电场区时，都恰好被电压为U的电场加速，且电场可视为匀强电场，使质子由静止加速到能量为E后，由A孔射出。下列说法正确的是（）

A．若加速电压U越高,质子的能量E将越大。

B．若D形盒半径R越大，质子的能量E将越大。

C．若加速电压U越高,质子在加速器中的运动时间将越长。

D．若加速电压U越高,质子在加速器中的运动时间将越短。

答案

解析

AB、根据qvB=m

得，粒子的最大速度v=

，则最大动能E_Km=

mv²=

可知质子能量与加速电压无关，D形盒半径R越大，质子的能量E将越大，故A错误B正确
CD、根据

可知加速电压越大，达到最大速度加速次数越少，在磁场中运动周期

,与运动速度大小无关，只与转动圈数有关，所以若加速电压U越高,质子在加速器中的运动时间将越短，故C错误D正确．
故选BD．

核心考点

试题【如图所示，回旋加速器D形盒的半径为R，用来加速质量为m，电量为q的质子，质子每次经过电场区时，都恰好被电压为U的电场加速，且电场可视为匀强电场，使质子由静止加速】；主要考察你对质谱仪等知识点的理解。[详细]

举一反三

右图甲是回旋加速器的原理示意图。其核心部分是两个D型金属盒，在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中（磁感应强度大小恒定），并分别与高频电源相连。加速时某带电粒子的动能E_K随时间t变化规律如下图乙所示，若忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断正确的是

A．高频电源的变化周期应该等于t_n－t_n_-1

B．在E_K-t图象中t₄－t₃＝t₃－t₂＝t₂－t₁

C．粒子加速次数越多，粒子获得的最大动能一定越大

D．不同粒子获得的最大动能都相同

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如图所示是质谱仪工作原理的示意图．带电粒子a、b经电压U加速(在A点的初速度为零)后，进入磁感应强度为B的匀强磁场做匀速圆周运动，最后分别打在感光板S上的x₁、x₂处．图中半圆形的虚线分别表示带电粒子a、b所通过的路径，则(　　)

A．a的质量一定小于b的质量

B．a的电荷量一定大于b的电荷量

C．在磁场中a运动的时间大于b运动的时间

D．a的比荷大于b的比荷

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如图是医用回旋加速器示意图，其核心部分是两个D形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连。现分别加速氘核（

）和氦核（

）。下列说法中正确的是( )

A．它们的最大速度相同

B．它们的最大动能相同

C．它们在D形盒中运动的周期相同

D．仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能

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环型对撞机是研究高能粒子的重要装置，其核心部件是一个高真空的圆环状空腔。若带电粒子初速度为零，经电压为U的电场加速后，沿圆环切线方向注入对撞机的环状空腔内，腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B。带电粒子将被局限在圆环状腔内运动。要维持带电粒子在圆环内做半径确定的圆周运动，下列说法正确的是

A．对于给定的加速电压，带电粒子的比荷q/m越大，磁感应强度B越大

B．对于给定的加速电压，带电粒子的比荷q/m越大，磁感应强度B越小

C．对于给定的带电粒子，不管加速电压U多大，粒子运动的周期都不变

D．对于给定的带电粒子，加速电压U越大，粒子运动的周期越小

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两个相同的回旋加速器，分别接在加速电压U₁和U₂的高频电源上，且 U₁>U₂，有两个相同的带电粒子分别在这两个加速器中运动,设两个粒子在加速器中运动的时间分别为t₁和t₂，获得的最大动能分别为E_k1和E_k2，则（）

A．t₁<t₂ ,E_k1 >E_k2

B．t₁₌t₂ , E_k1<E_k2

C．t₁> t₂ ,E_k1=E_k2

D．t₁<t₂ ,E_k1=E_k2

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