物理练习题16

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• 21回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示。设D形盒半径为R。若用回旋加速器加速质子时，匀强磁场的磁感应强度为B，高频交流电频率为f。则下列说法正确的是（   ）

  A.质子在匀强磁场每运动一周被加速一次

  B.质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关

  C.质子被加速后的最大速度不可能超过2πfR

  D.不改变B和f，该回旋加速器也能用于加速α粒子

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• 22不定项选择关于回旋加速器的说法正确的是（ ）

  A.回旋加速器是用电场加速的

  B.回旋加速器是通过多次电场加速使带电粒子获得高能量的

  C.回旋加速器是利用磁场对运动电荷的作用使带电粒子加速的

  D.带电粒子在回旋加速器中不断被加速，故在其中做圆周运动一周所用时间越来越小

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• 231930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其核心部分如图所示，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，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.其它条件不变时，增大D形盒半径R，质子的最终能量E将增大

  B.其它条件不变时，只增大加速电压U，质子的最终能量E将增大

  C.加速器中的电场和磁场都可以使带电粒子加速

  D.要使质子每次通过电场时总是加速，则质子在磁场中运动的周期与电压变化的周期相等

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• 24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，带电粒子由加速器的中心附近进入加速器，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出。如果用同一回旋加速器分别加速氚核和α粒子（氚核和α粒子质量比为3：4，电荷量之比为1：2），则以下说法正确的是

  A.加速α粒子的交流电源的周期较大，α粒子获得的最大动能较小

  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.若增大加速电压，氚核获得的最大动能增大

  D.若增大加速电压，氚核在加速器中运动的总时间变短

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• 25回旋加速器以两虚线为边界，中间存在平行纸面且与边界垂直的水平电场，宽度为d，两侧为相同匀强磁场，方向垂直纸面向里。一质量m电量+q的带电粒子，以初速度V1垂直边界射入磁场做匀速圆周运动，再进入电场做匀加速运动，后第二次进入磁场中运动…，粒子在电场和磁场中不断交替运动。已知粒子第二次在磁场中运动半径是第一次的二倍，第三次是第一次的三倍，…以此类推。则

  A.粒子第一次经过电场电场力做功

  B.粒子第三次经过磁场洛仑兹力做功

  C.粒子第五次经过电场时电场强度大小

  D.粒子第七次经过电场所用时间

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• 26回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的匀强电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底面的匀强磁场中，如图所示，设匀强磁场的磁感应强度为B，D形金属盒的半径为R，狭缝间的距离为d。匀强电场间的加速电压为U，要增大带电粒子（电荷电量为q、质量为m，不计重力）射出时的动能，则下列方法中正确的是（ ）

  A.增大匀强电场间的加速电压

  B.减小狭缝间的距离

  C.增大磁场的磁感应强度

  D.减小D形金属盒的半径

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• 27关于回旋加速器，下列说法正确的是

  A.离子从磁场中获得能量

  B.离子由加速器的中心附近进入加速器

  C.增大加速器的加速电压，则粒子离开加速器时的动能将变大

  D.将D形盒的半径加倍，离子获得的动能将增加为4倍

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• 28美国物理学家劳伦斯于1932年发明的回旋加速器，应用带电粒子在磁场中做圆周运动的特点，能使粒子在较小的空间范围内经过电场的多次加速获得较大的能量，克服了多级直线加速器的缺点，使人类在获得较高能量带电粒子方面前进了一步，如图所示为一种改进后的回旋加速器示意图，其中盒缝间的加速电场场强大小恒定，且被限制在A板和C板间，如图所示。带电粒子从P0处以速度v0沿电场线方向射人加速电场，经加速后再进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动，对于这种改进后的回旋加速器，下列说法正确的是（   ）

  A.加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸有关

  B.加速电场的方向不需要做周期性的变化

  C.带电粒子每运动一周被加速两次

  D.P1P2=P2P3

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• 29关于回旋加速器加速带电粒子所获得的能量，下列结论中正确的是（ ）

  A.与加速器的半径有关，半径越大，能量越大

  B.与加速器的磁场有关，磁场越强，能量越小

  C.与加速器的电场有关，电场越强，能量越大

  D.与带电粒子的质量和电荷量均有关，质量和电荷量越大，能量越大

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• 30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

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