题目内容
【题目】粒子回旋加速器的工作原理如图所示，置于真空中的D形金属盒的半径为R，两金属盒间的狭缝很小，磁感应强度为B的匀强磁场与金属盒盒面垂直，高频交流电的频率为f，加速电压为U，若中心粒子源S处产生的质子质量为m、电荷量为＋e，在加速器中被加速，不考虑相对论效应，则下列说法正确的是（ ）
A. 不改变磁感应强度B和交流电的频率f，该加速器也可加速粒子
B. 加速的粒子获得的最大动能随加速电压U的增大而增大
C. 质子被加速后的最大速度不能超过2Rf
D. 质子第二次和第一次经过D形盒狭缝后轨道半径之比为2：1
【答案】C
【解析】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=
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A错误．根据qvB=m
，知v=
，则最大动能EKm=
mv2=
．与加速的电压无关．故B错误．质子出回旋加速器的速度最大，此时的半径为R，则v=2πRf．所以最大速度不超过2πfR．故C正确．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v=
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=
，则半径比为
：1．故D错误．故选C．
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