题目内容

16．如图1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙，回旋加速器是利用较低电压的高频电源使粒子经多次加速获得巨大速度的一种仪器，工作原理如图2，下列说法正确的是（　　）
A．粒子由A0运动到A1比粒子由A2运动到A3所用时间要少
B．粒子的能量由电场提供
C．在D形盒半径和磁感应强度一定的情况下，同一粒子获得的动能与交流电源电压有关
D．为达到同步加速的目的，高频电源的电压变化频率应为被加速粒子在磁场中做圆周运动频率的二倍

分析 回旋加速器靠电场加速和磁场偏转来加速粒子．加速粒子时，交变电场的周期与粒子在磁场中运动的周期相等．

解答 解：A、粒子在磁场中圆周运动的周期为 T=$\frac{2πm}{qB}$，周期与轨道半径无关，可知粒子由A0运动到A1与粒子由A2运动到A3所用时间都是半个周期，时间相等．故A错误．
B、回旋加速器是利用电场加速，粒子的能量是电场提供，故B正确．
C、设D形盒半径为R，磁感应强度为B，则由R=$\frac{mv}{qB}$，粒子获得的动能为 Ek=$\frac{{q}^{2}{B}^{2}{R}^{2}}{2m}$，所以同一粒子获得的动能与交流电源电压无关，故C错误．
D、回旋加速器中，高频电源的周期与被加速带电粒子做匀速圆周运动的周期相同，那么高频电源的电压变化频率应为被加速粒子在磁场中做圆周运动频率相等，故D错误．
故选：B．

点评 解决本题的关键知道回旋加速器的工作原理，以及知道回旋加速器中交变电场的周期与粒子在磁场中运动的周期相等．

练习册系列答案
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7．一质量为m的铁球在水平推力F的作用下，静止在倾角为θ的斜面和竖直墙壁之间，铁球与斜面的接触点为A，推力F的作用线通过球心O，如图所示，假设斜面、墙壁均光滑．球处于静止状态，下列说法正确的是（　　）
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4．在“神舟十号”内进行的太空实验中，水成球状，这是因为（　　）
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11．在中子、质子、电子、正电子、α粒子中选出一个适当的粒子，分别填在下列核反应式的横线上：
${\;}_{92}^{238}$U→${\;}_{90}^{234}$Th+${\;}_{2}^{4}$He
${\;}_{90}^{234}$Th→${\;}_{91}^{234}$Pa+${\;}_{-1}^{0}$ e．
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B．它们运行的轨道半径之比r1：r2=4：1
C．它们运行的向心加速度之比a1：a2=1：16
D．它们运行所需向心力之比F1：F2=1：32
5．如图所示，飞行器P绕某星球做匀速圆周运动，星球相对飞行器的张角为θ，下列说法不正确的是（　　）
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B．张角越大，速度越大
C．若测得周期和张角，则可得到星球的平均密度
D．若测得周期和轨道半径，则可得到星球的平均密度
6．已知地球质量为M，自转周期为T，引力常量为G，将地球视为半径为R，质量均匀分布的球体．科考队员在南极发现一小块陨石，用弹簧秤称量时示数为F，将其带回赤道地面再次称量，则弹簧秤示数应为（　　）
A．（$\frac{GM{T}^{2}}{4{π}^{2}{R}^{3}}$-1）FB．（1-$\frac{4{π}^{2}{R}^{3}}{GM{T}^{2}}$）FC．（$\frac{4{π}^{2}{R}^{3}}{GM{T}^{2}}$-1）FD．（1-$\frac{GM{T}^{2}}{4{π}^{2}{R}^{3}}$）F

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