2020届高考回归复习—电学选择之回旋加速器

高考回归复习—电学选择之回旋加速器

1．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 ，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计，磁感应强度为B 的匀强磁场与盒面垂直，A 处粒子源产生质量为m 、电荷量为+q 的粒子，在加速电压为U 的加速电场中被加速，所加磁场的磁感应强度、加速电场的频率可调，磁场的磁感应强度最大值为B m 和加速电场频率的最大值f m 。则下列说法正确的是（ ）

A ．粒子获得的最大动能与加速电压无关

B ．粒子第n 次和第n +1

C ．粒子从静止开始加速到出口处所需的时间为2

π2BR t U

=

D ．若 2πm m qB f m

<

，则粒子获得的最大动能为222

2πkm m E mf R = 2．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 。两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过狭缝的时间忽略不计，磁感应强度为B 的匀强磁场与盒面垂直。A 处粒子源产生质量为m 、电荷量为+q 的粒子，在加速器中被加速，加速电压为U 。下列说法正确的是（ ）

A ．交变电场的周期为

m

Bq

π B ．粒子射出加速器的速度大小与电压U 成正比 C ．粒子在磁场中运动的时间为

2

2BR U

π

D ．粒子第13．粒子回旋加速器的工作原理如图所示，置于真空中的D 型金属盒的半径为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，高频率交流电的频率为f，加速器的电压为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．质子被加速后的最大速度不能超过2πRf

B．加速的质子获得的最大动能随加速电场U增大而增大

C．质子第二次和第一次经过D

D．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

4．回旋加速器工作原理示意图如图所示.磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直,两盒间的狭缝很小,粒子穿过的时间可忽略,它们接在电压为U、频率为f的交流电源上,A处粒子源产生的质子在加速器中被加速.质子初速度可忽略，则下列说法正确的是（）

A．若只增大交流电压U,则质子获得的最大动能增大

B．若只增大交流电压U,则质子在回旋加速器中运行时间会变短

C．质子第n

D．不改变磁感应强度B和交流电频率f,该回旋加速器也能用于加速α粒子

5．如图所示，回旋加速器D形盒的半径为R，所加磁场的磁感应强度为B，用来加速质量为m、电荷量为q的质子，质子从下半盒的质子源由静止出发，加速到最大能量E后，由A孔射出。下列正确的是（）

A．回旋加速器不能无限加速质子

B．增大交变电压U，则质子在加速器中运行时间将变短

C

D．下半盒内部，质子的运动轨迹半径之比（由内到外）为1∶

6．如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大小恒定，且被限制在AC板间，虚线中间不需加电场，如图所示，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形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动，对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形盒的尺寸无关

B．带电粒子每运动一周被加速一次

C．带电粒子每运动一周P1P2等于P2P3

D．加速电场方向不需要做周期性的变化

7．如图所示，回旋加速器由置于高真空中的两个半径为R的D形式上金属盒构成，两盒间的狭缝很小，粒子穿过的时间可以忽略不计，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直．两盒间加速电压为U，方向发生周期性变化，使得粒子每进入狭缝即被加速．从A处粒子源产生的带正电粒子质量为m、电荷量为q、初速不计，粒子重力不计．则（）

A．粒子能获得的最大速率为qBR m

B．粒子能获得的最大速率为2qBR m

C．粒子在加速器中运动时间为

2 2 BR U π

D．粒子在加速器中运动时间为

2 BR U π

8．如图所示，回旋加速器D形盒的半径为R，所加磁场的磁感应强度为B，被加速的质子从D形盒中央由

静止出发，经交变电场加速后进入磁场．设质子在磁场中做匀速圆周运动的周期为T，若忽略质子在电场中的加速时间，则下列说法正确的是()

A．如果只增大交变电压U，则质子在加速器中运行时间将变短

B．如果只增大交变电压U，则电荷的最大动能会变大

C．质子在电场中加速的次数越多，其最大动能越大

D．交流电的周期应为T

9．1932年，劳伦斯和利文斯顿设计出了回旋加速器．回旋加速器的工作原理如图所示，置于真空中的D 形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直．A处粒子源产生初速度不计、质量为m、电荷量为＋q的粒子，粒子在狭缝中被加速，加速电压为U，加速过程中不考虑相对论效应和重力影响，则关于回旋加速器，下列说法正确的是（）

A．带电粒子每一次通过狭缝时获得的能量不同

B．D形盘的半径R越大，粒子离开回旋加速器时获得的最大动能越大

C．交变电源的加速电压U越大，粒子离开回旋加速器时获得的最大动能越大

D．粒子第２次和第１次经过两D

10．某回旋加速器两D形盒间电压的变化周期可随时与粒子运动周期同步，粒子通过缝隙时加速电压都能保持大小为U，已知它可以将质子Р加速到某一速度vm，如果改用它加速α粒子，并且也要达到相同的速度，则（）

A．磁感应强度大小应变为原来的1 2

B．磁感应强度应大小变为原来的2倍

C．在回旋加速器中转过的周期数是原来的2倍

D．在回旋加速器中转过的周期数是原来的1 2

11．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的周期性变化的电场,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,要增大带电粒子射出时的动能,则下列说法中正确的是( )

A．减小磁场的磁感应强度

B．增大匀强电场间的加速电压

C．增大D形金属盒的半径

D．减小狭缝间的距离

12．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，a、b分别与高频交流电源两极相连接，下列说法正确的是（）

A．粒子从磁场中获得能量

B．带电粒子的运动周期是变化的

C．粒子由加速器的中心附近进入加速器

D．增大金属盒的半径粒子射出时的动能不变

13．如图所示，为一种改进后的回旋加速器示意图，在D形盒边上的缝隙间放置一对中心开有小孔a、b的平行金属板M、N。每当带正电的粒子从a孔进入时，就立即在两板间加上恒定电压，经加速后从b孔射出，再立即撤去电压。而后进入D形盒中的匀强磁场，做匀速圆周运动。缝隙间无磁场，不考虑相对论效应，