题目内容

如图，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，都恰好在电压为U时并被加速，且电场可视为匀强电场。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．D形盒半径R、磁感应强度B不变，若加速电压U越高，质子的能量E将越大
B．磁感应强度B不变，若加速电压U不变， D形盒半径R越大、质子的能量E将越大
C．D形盒半径R、磁感应强度B不变，若加速电压U越高, 质子的在加速器中的运动时间将越长
D．D形盒半径R、磁感应强度B不变，若加速电压U越高，质子在加速器中的运动时间将越短
BD

试题分析：根据带电粒子在磁场中运动情况公式，可得：  质子的最后能量，所以质子的能量E是由磁感应强度B和D形盒半径决定的，跟加速电压U无关，A错B对；质子在D形盒中加速周期是不变的，最后的能量也不变，所以加速电压U越高，加速次数就越少，质子在加速器中的运动时间将越短，D正确。
练习册系列答案
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如图所示是说明示波器工作原理的示意图，已知两平行板间的距离为d、板长为l．电子经电压为U1的电场加速后从两平行板间的中央处垂直进入偏转电场，设电子质量为m、电量为e．求：
（1）经电场加速后电子速度v的大小；
（2）要使电子离开偏转电场时的偏转角度最大，两平行板间的电压U2应是多大？
如图所示，不同元素的二价离子经加速后竖直向下射入由正交的匀强电场和匀强磁场组成的粒子速度选择器，恰好都能沿直线穿过，然后垂直于磁感线进入速度选择器下方另一个匀强磁场，偏转半周后分别打在荧屏上的M、N两点．下列说法中不正确的有（　　）
A．这两种二价离子一定都是负离子
B．速度选择器中的匀强磁场方向垂直于纸面向里
C．打在M、N两点的离子的质量之比为OM：ON
D．打在M、N两点的离子在下面的磁场中经历的时间相等
关于物理原理在技术上的应用，下列说法中正确的是（　　）
A．利用回旋加速器加速粒子时，通过增大半径，可以使粒子的速度超过光速
B．激光全息照相是利用了激光相干性好的特性
C．用双缝干涉测光波的波长时，若减小双缝间的距离，则同种光波的相邻明条纹间距将减小
D．摄影机镜头镀膜增透是利用了光的衍射特性
（18分）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、电荷量为q的质子，使质子由静止加速到能量为Ek，由A孔射出，求：

（1）加速器中匀强磁场B的方向和大小；
（2）加速器中交变电场的周期；
（3）设两D形盒间的加速电压为U，质子每次经电场加速后能量增加，加速到上述能量所需时间（不计在电场中的加速时间）。
如图是质谱仪工作原理示意图．带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器．速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E．平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A 1 A 2 ．S下方有磁感应强度为B 0的匀强磁场．下列表述正确的是   
A．质谱仪是分析同位素的重要工具
B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外
C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于，与粒子带何种电荷无关
D．带电量相同的粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的质量越大
回旋加速器是加速带电粒子的装置，其主体部分是两个D形金属盒,两金属盒处在垂直于盒底的匀强磁场中，与高频交流电源相连接后，使粒子每次经过两盒间的狭缝时都能得到加速，如图所示。现要增大带电粒子从回旋加速器射出时的动能，下列方法可行的是
A．仅减小磁场的磁感应强度
B．仅减小狭缝间的距离
C．仅增大高频交流电压
D．仅增大金属盒的半径
如图所示，回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的装置，其核心部分是两个D型金属盒，置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连。下列说法正确的有(　 　)

A．粒子被加速后的最大速度随磁感应强度和D型盒的半径的增大而增大
B．粒子被加速后的最大动能随高频电源的加速电压的增大而增大
C．高频电源频率由粒子的质量、电量和磁感应强度决定
D．粒子从磁场中获得能量
1932年，劳伦斯和利文斯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，两盒间的狭缝距离为d，。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(电场和磁场)所需的总时间t；

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