高考复习微专题—回旋加速器习题选编：选择题(含答案)

微专题—回旋加速器（选择题）习题选编

一、单项选择题

1．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形金属盒，置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连．则下列说法正确的是（）

A．带电粒子加速所获得的最大动能与金属盒的半径有关

B．带电粒子从磁场中获得能量

C．带电粒子加速所获得的最大动能与加速电压的大小有关

D．带电粒子做圆周运动的周期随半径增大

2．如图所示为一种获得高能粒子的装置一一环形加速器，环形区域内存在垂直纸面向外的可变匀强磁场，质量为m、电荷量为+q的粒子在环中做半径为R的圆周运动，A、B为两块中心开有小孔的极板，原来电势都为零，每当粒子飞经A板时，A板电势升高为+U，B板电势仍保持为零，设粒子的初速度为零，在两极板间的电场中加速，每当粒子离开电场区域时，A板电势又降为零，粒子在电场多次加速下动能不断增大，而在环形区域内绕中心运动的半径不变（设极板间距远小于R），粒子重力不计，下列关于环形加速器的说法中正确的是（）

A．加速器对带正电粒子顺时针加速，对带负电粒子加速需要升高B板电势

B．电势U越高，粒子最终的速度就越大

C．粒子第n次绕行一圈所需的时间t n与下一次所需时间t n+1

的关系为

1

n

n

t

t

+

=

D．第n次绕行的磁感应强度大小B n与下一次磁感应强度大小B n+1

之比为

1

n

n

B

B

+

=

3．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，使人类在获得较高能量带电粒子方面前进了一大步．图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恒定，且被限制在A、C板间，带电粒子从P0处以速度v0沿电场线方向射入加速电场，经加速后再进入D型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．带电粒子每运动一周被加速两次

B．带电粒子每运动一周P1P2＝P2P3

C．加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸有关

D．加速电场方向需要做周期性的变化

4．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。下列说法正确的是（）

A．粒子从磁场中获得能量

B．粒子被电场加速后，运动越来越快，走过半圆的时间越来越短

C．D形盘的半径R越大，粒子离开回旋加速器时最大动能越小

D．粒子第2次和第3次经过两D

5．如图所示为一种获得高能粒子的装置——环形加速器，环形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场．质量为m、电荷量为＋q的粒子在环中做半径为R的圆周运动．A、B为两块中心开有小孔的极板，原来电势都为零，每当粒子飞经A板时，A板电势升高为＋U，B板电势仍保持为零，粒子在两极板间的电场中加速．每当粒子离开电场区域时，A板电势又降为零，粒子在电场一次次加速下动能不断增大，而在环形区域内绕行半径不变（设极板间距远小于R）．下列关于环形加速器的说法中正确的是（）

A ．环形区域内的磁感应强度大小

B n 与加速次数n 之间的关系为1n n B B +＝1

n n + B ．环形区域内的磁感应强度大小B n 与加速次数n

之间的关系为

1n n B B +=C ．A 、B 板之间的电压可以始终保持不变

D ．粒子每次绕行一圈所需的时间t n 与加速次数n 之间的关系为1n

n t t +

6．1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示，这台加速器由两个铜质D 形盒D 1、D 2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是（ ）

A ．回旋加速器只能用来加速正离子

B ．离子从D 形盒之间空隙的电场中获得能量

C ．离子在磁场中做圆周运动的周期是加速交变电压周期的一半

D ．离子在磁场中做圆周运动的周期是加速交变电压周期的2倍

7．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级相连接的两个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 ，匀强磁场的磁感应强度为B ，高频交流电频率为f 。若用回旋加速器加速质子时，则下列说法正确的是（ ）

A．高频电源的周期是质子做圆周运动的周期的两倍

B．质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小有关

C．质子被加速后的最大速度不可能超过2fR

D．不改变B和f，该回旋加速器也能用于加速氘核

二、多项选择题

8．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，加速电场的电压为U，若中心粒子源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α粒子

B．质子第二次和第一次经过D∶1

C．质子被加速后的最大速度不能超过2πRf

D．加速的粒子获得的最大动能随加速电压U的增大而增大

9．1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示。这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，期间留有空隙。两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略。若A处粒子源产生的质子在加速器中被加速，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．不改变磁感应强度和交流电周期，该回旋加速器也能加速α粒子

B．被加速的离子从电场中获得能量

C．交变电场的变化周期是质子在磁场中运动周期的一半

D．为了使质子获得的最大动能增加为原来的4倍，可将磁感应强度增大为原来的2倍

10．如图是一个回旋加速器示意图，其核心部分是两个D形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与