回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示，它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近，分别和高频交流电源相连接，两盒间的窄缝中形成匀强电场，使带电粒子每次通 - 高中物理试题 - 超级试练试题库

题目

题型：0106 模拟题难度：来源：

回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示，它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近，分别和高频交流电源相连接，两盒间的窄缝中形成匀强电场，使带电粒子每次通过窄缝都能得到加速。两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直盒面向下，带电粒子在磁场中做圆周运动，通过两盒间的窄缝时反复被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出。如果用同回旋加速器分别加速氚核(³₁H)和α粒子(⁴₂He)，比较它们所加的高频交流电源的周期和获得的最大动能的大小，下列说法正确的有

[ ]
A.加速氚核的交流电源的周期较大；氚核获得的最大动能较大
B.加速氚核的交流电源的周期较大；氚核获得的最大动能较小
C.加速氚核的交流电源的周期较小；氚核获得的最大动能较小
D.加速氚核的交流电源的周期较小；氚核获得的最大动能较大

答案

核心考点

试题【回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示，它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近，分别和高频交流电源相连接，两盒间的窄缝中形成匀强电场，使带电粒子每次通】；主要考察你对质谱仪等知识点的理解。[详细]

举一反三

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2πRf
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(含两个质子，两个中子)加速

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回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示，它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近，分别和高频交流电源相连接，两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，带电粒子在磁场中做圆周运动。下列说法正确的是

[ ]
A．带电粒子开始时是从两盒缝隙中心附近被引入D形金属盒的
B．带电粒子是从D形金属盒内的磁场中获得能量的
C．对同一回旋加速器氘核在磁场中运动的周期比质子在磁场中运动的周期小
D．对确定带电粒子它被最终引出的动能随D形金属盒半径的增大而增大

题型：吉林省期末题难度：| 查看答案

如图甲所示是回旋加速器的示意图，其核心部分是两个D形金属盒，在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连。带电粒子在磁场中运动的动能Ek随时间t的变化规律如图乙所示，若忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断中正确的是

[ ]
A．高频电源的变化周期应该等于t_n-t_n-1B．在Ek-t图中应有t₄-t₃=t₃-t₂=t₂-t₁C．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

题型：河南省模拟题难度：| 查看答案

如图所示，回旋加速器D形盒的半径为R，所加磁场的磁感应强度为B，用来加速质量为m、电荷量为q的质子，质子从下半盒的质子源由静止出发，加速到最大能量E后，由A孔射出。则下列说法正确的是

[ ]
A．回旋加速器不能无限加速粒子
B．增大交变电压U，则质子在加速器中运行时间将变短
C．回旋加速器所加交变电压的频率为

D．下半盒内部质子的轨道半径之比（由内到外）为

题型：模拟题难度：| 查看答案

1932年，劳伦斯和利文斯顿设计出了回旋加速器。回旋加速器的工作原理如图所示，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以忽略不计。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直。A处粒子源产生的粒子，质量为m、电荷量为+q，在加速器中被加速，加速电压为U。加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。
(1)求粒子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比；
(2)求粒子从静止开始加速到出口处所需的时间；
(3)实际使用中，磁感应强度和加速电场频率都有最大值的限制。若某一加速器磁感应强度和加速电场频率的最大值分别为B_m、f_m，试讨论粒子能获得的最大动能E_km。

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