高考復(fù)習(xí)微專題-回旋加速器習(xí)題選編：選擇題(包含答案)

1、微專題回旋加速器（選擇題）習(xí)題選編一、單項選擇題1.如圖所示，回旋加速器是用來加速帶電粒子使它獲得很大動能的裝置.其核心部分是兩個D形金屬盒,置于勻強磁場中，兩盒分別與高頻電源相連則下列說法正確的是（）帶電粒子加速所獲得的最大動能與金屬盒的半徑有關(guān)帶電粒子從磁場中獲得能量帶電粒子加速所獲得的最大動能與加速電壓的大小有關(guān)帶電粒子做圓周運動的周期隨半徑增大2如圖所示為一種獲得高能粒子的裝置一一環(huán)形加速器，環(huán)形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外的可變勻強磁場，質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子在環(huán)中做半徑為R的圓周運動，A、B為兩塊中心開有小孔的極板，原來電勢都為零，每當(dāng)粒子飛經(jīng)A板時，A板電勢升高為+U,B板電勢仍

2、保持為零，設(shè)粒子的初速度為零，在兩極板間的電場中加速，每當(dāng)粒子離開電場區(qū)域時，A板電勢又降為零，粒子在電場多次加速下動能不斷增大，而在環(huán)形區(qū)域內(nèi)繞中心運動的半徑不變（設(shè)極板間距遠(yuǎn)小于R），粒子重力不計，下列關(guān)于環(huán)形加速器C粒子第n次繞行t圈所需的時間tC粒子第n次繞行t圈所需的時間tn與下一次所需時間tn+1的關(guān)系為ftn+1DB第n次繞行的磁感應(yīng)強度大小Bn與下一次磁感應(yīng)強度大小Bn+1之比為亍Bn+13美國物理學(xué)家勞倫斯于1932年發(fā)明的回旋加速器，應(yīng)用帶電粒子在磁場中做圓周運動的特點，能使粒子在較小的空間范圍內(nèi)經(jīng)過電場的多次加速獲得較大的能量，使人類在獲得較高能量帶電粒子方面前進(jìn)了一大步

3、.圖為一種改進(jìn)后的回旋加速器示意圖，其中盒縫間的加速電場場強恒定，且被限制在A、C板間，帶電粒子從P0處以速度v0沿電場線方向射入加速電場，經(jīng)加速后再進(jìn)入D型盒中的勻強磁場做勻速圓周運動對于這種改進(jìn)后的回旋加速器，下列說法正確的是（）帶電粒子每運動一周被加速兩次帶電粒子每運動一周P1P2=P2P3加速粒子的最大速度與D形盒的尺寸有關(guān)加速電場方向需要做周期性的變化如圖所示，回旋加速器是用來加速帶電粒子使它獲得很大動能的裝置，其核心部分是兩個D型金屬盒,置于勻強磁場中，兩盒分別與高頻電源相連。下列說法正確的是（）粒子被電場加速后，運動越來越快，走過半圓的時間越來越短D形盤的半徑R越大，粒子離開回旋

4、加速器時最大動能越小粒子第2次和第3次經(jīng)過兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比為J2?品如圖所示為一種獲得高能粒子的裝置環(huán)形加速器，環(huán)形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強磁場.質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子在環(huán)中做半徑為R的圓周運動.A、B為兩塊中心開有小孔的極板，原來電勢都為零，每當(dāng)粒子飛經(jīng)A板時，A板電勢升高為+U,B板電勢仍保持為零，粒子在兩極板間的電場中加速.每當(dāng)粒子離開電場區(qū)域時，A板電勢又降為零，粒子在電場一次次加速下動能不斷增大，而在環(huán)形區(qū)域內(nèi)繞行半徑不變（設(shè)極板間距遠(yuǎn)小于R）.下列關(guān)于環(huán)形加速器的說法中正確的是（）AB環(huán)形區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強度大小BnAB環(huán)形區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強度大小Bn與加速次數(shù)n

5、之間的關(guān)系為CA、B板之間的電壓可以始終保持不變B環(huán)形區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強度大小Bn與加速次數(shù)n之間的關(guān)系為BDBDBt粒子每次繞行一圈所需的時間tn與加速次數(shù)n之間的關(guān)系為廠=n+161930年勞倫斯制成了世界上第一臺回旋加速器，其原理如圖所示，這臺加速器由兩個銅質(zhì)D形盒D、D26回旋加速器只能用來加速正離子離子從D形盒之間空隙的電場中獲得能量離子在磁場中做圓周運動的周期是加速交變電壓周期的一半離子在磁場中做圓周運動的周期是加速交變電壓周期的2倍回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻交流電源兩級相連接的兩個D形金屬盒,兩盒間的狹縫中形成周期性變化的電場，使粒子在通過狹縫時都能得到

6、加速，兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強磁場中，如圖所示。設(shè)D形盒半徑為R，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，高頻交流電頻率為f。若用回旋加速器加速質(zhì)子時，則下列說法正確的是（）用回旋加速器加速質(zhì)子時，則下列說法正確的是（）高頻電源的周期是質(zhì)子做圓周運動的周期的兩倍質(zhì)子被加速后的最大速度與加速電場的電壓大小有關(guān)質(zhì)子被加速后的最大速度不可能超過2fR不改變B和/，該回旋加速器也能用于加速氘核二、多項選擇題粒子回旋加速器的工作原理如圖所示，置于真空中的D形金屬盒的半徑為R兩金屬盒間的狹縫很小，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場與金屬盒盒面垂直，高頻交流電的頻率為f加速電場的電壓為U若中心粒子源處產(chǎn)生的質(zhì)子質(zhì)量為m，電

7、荷量為+e,在加速器中被加速。不考慮相對論效應(yīng)，則下列說法正確是（）不改變磁感應(yīng)強度B和交流電的頻率f該加速器也可加速a粒子質(zhì)子第二次和第一次經(jīng)過D形盒間狹縫后軌道半徑之比為2:1質(zhì)子被加速后的最大速度不能超過2nRf加速的粒子獲得的最大動能隨加速電壓U的增大而增大1930年勞倫斯制成了世界上第一臺回旋加速器，其原理如圖所示。這臺加速器由兩個銅質(zhì)D形盒D2構(gòu)成，期間留有空隙。兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時間可忽略。若A處粒子源產(chǎn)生的質(zhì)子在加速器中被加速，且加速過程中不考慮相對論效應(yīng)和重力的影響。則下列說法正確的是（）不改變磁感應(yīng)強度和父流電周期，該回旋加速器也能加速a粒子被加速的離子從電場

8、中獲得能量交變電場的變化周期是質(zhì)子在磁場中運動周期的一半為了使質(zhì)子獲得的最大動能增加為原來的4倍，可將磁感應(yīng)強度增大為原來的2倍如圖是一個回旋加速器示意圖，其核心部分是兩個D形金屬盒，兩金屬盒置于勻強磁場中，并分別與高頻電源相連?，F(xiàn)分別加速氘核（2h）和氦核（2高頻電源相連?，F(xiàn)分別加速氘核（2h）和氦核（2He）,下列正確的是（）真空室、D形盒離子源它們的最大速度相同兩次所接高頻電源的頻率不同若加速電壓不變，則它們的加速次數(shù)相等D僅增大高頻電源的頻率可增大粒子的最大動能11如圖所示，回旋加速器是用來加速帶電粒子使它獲得很大動能的裝置，則帶電粒子獲得的最大動能與D.D形金屬盒的半徑D.D形金屬盒

9、的半徑交流電的頻率C.12.1930年美國物理學(xué)家Lawrence提出回旋加速器的理論，193212.為R的中空半圓金屬盒D、D2置于真空中，金屬盒D、D2間接有電壓U的交流電為粒子加速，金屬盒D圓心O處粒子源產(chǎn)生的粒子初速度為零。勻強磁場垂直兩盒面，磁感應(yīng)強度大小為B粒子運動過程不考慮相對論效應(yīng)和重力的影響，忽略粒子在兩金屬盒之間運動的時間，下列說法正確的是（）交流電的周期和粒子在磁場中運動的周期相同加速電壓U越大，粒子最終射出D形盒時的動能就越大粒子最終射出D形盒時的動能與加速電壓U無關(guān)粒子第一次加速后和第二次加速后速度之比是1:、：213如圖所示，回旋加速器D形盒的半徑為R所加磁場的磁感

10、應(yīng)強度為B,用來加速質(zhì)量為m、電荷量為q的質(zhì)子，質(zhì)子從下半盒的質(zhì)子源由靜止出發(fā)，加速到最大能量E后，由A孔射出。下列正確的是（）回旋加速器不能無限加速質(zhì)子增大交變電壓U則質(zhì)子在加速器中運行時間將變短回旋加速器所加交變電壓的頻率為竺竺2mRd.下半盒內(nèi)部，質(zhì)子的運動軌跡半徑之比（由內(nèi)到外）為1：73:5粒子回旋加速器的工作原理如圖所示，置于真空中的D形金屬盒的半徑為R，兩金屬盒間的狹縫很小，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場與金屬盒盒面垂直，高頻交流電的頻率為f,加速電壓為U,若中心粒子源處產(chǎn)生的質(zhì)子質(zhì)量為m、電荷量為+e,在加速器中被加速.不考慮相對論效應(yīng)，則下列說法正確的是（）B圖乙接交流電源B圖乙接

11、交流電源圖甲不改變磁感應(yīng)強度B和父流電的頻率f,該加速器也可加速粒子加速的粒子獲得的最大動能隨加速電壓U的增大而增大質(zhì)子被加速后的最大速度不能超過2兀Rf質(zhì)子第二次和第一次經(jīng)過D形盒間狹縫后軌道半徑之比為2:1回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻交流電源兩極相連接的兩個D形金屬盒，兩盒間的狹縫中形成周期性變化的電場，使粒子在通過狹縫時都能得到加速，兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強磁場中，如圖所示。設(shè)D形盒半徑為R,若用回旋加速器加速質(zhì)子時，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B,高頻交流電頻率為f則下列說法正確的是（）質(zhì)子被加速后的最大動能為Ekm=km2m質(zhì)子被加速后的最大速度與加速電場

12、的電壓大小無關(guān)只要R足夠大，質(zhì)子的速度可以被加速到任意值不改變B和f該回旋加速器也能用于加速a粒子勞倫斯和利文斯設(shè)計出回旋加速器，工作原理示意圖如圖所示。置于真空中的D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時間可忽略。磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場與盒面垂直，高頻交流電頻率為f加速電壓為U。若A處粒子源產(chǎn)生的質(zhì)子質(zhì)量為m、電荷量為+q,在加速器中由靜止被加速，且加速過程中不考慮相對論效應(yīng)和重力的影響。則下列說法正確的是（）質(zhì)子被加速后的最大速度不可能超過2赧質(zhì)子離開回旋加速器時的最大動能與加速電壓U成正比質(zhì)子第2次和第1次經(jīng)過兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比為空2:1不改變磁感應(yīng)強度B和交流

13、電頻率f只改變加速電壓U,該回旋加速器的最大動能不變?nèi)鐖D所示，回旋加速器D形盒的半徑為R,用來加速質(zhì)量為m,電量為q的質(zhì)子，質(zhì)子每次經(jīng)過電場區(qū)時，都恰好在電壓為U時并被加速，且電場可視為勻強電場，使質(zhì)子由靜止加速到能量為E后，由A孔射出.下列說法正確的是（）D形盒半徑R、磁感應(yīng)強度B不變，若加速電壓U越高，質(zhì)子的能量E將越大D形盒半徑R、磁感應(yīng)強度B不變，若加速電壓U越高，質(zhì)子的在加速器中的運動時間將越長磁感應(yīng)強度B不變，若加速電壓U不變，D形盒半徑R越大、質(zhì)子的能量E將越大D形盒半徑R、磁感應(yīng)強度B不變，若加速電壓U越高，質(zhì)子的在加速器中的運動時間將越短個用于加速粒子的回旋加速器，其核心部分

14、如圖所示，D形盒半徑為R,垂直D形盒底面的勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B,兩盒分別與電源相連，下列說法正確的是（）兩盒連接的電源可以是直流電源D形盒內(nèi)沒有電場，只有磁場粒子被加速的最大動能與金屬盒的半徑R有關(guān)，半徑越大，最大動能越大，所以可以通過增大金屬盒的半徑就可以得到無窮大的動能經(jīng)過電場時，粒子會加速，動能增加，但經(jīng)過磁場時，粒子會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，動能不變?nèi)鐖D所示，回旋加速器置于高真空中，D形金屬盒半徑為R,兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時間可以忽略不計。磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場與盒面垂直。A處粒子源產(chǎn)生質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子，在加速電壓為U的加速電場中被加速。所加磁場的磁感應(yīng)強度、加速電場的

15、頻率可調(diào)，磁場的磁感應(yīng)強度最大值為Bm，加速電場頻率的最大值人。下列說法正確的是（）A.粒子第n次和第n+1次加速后的半徑之比是n:（n1）BnBnBR2粒子從靜止開始加速到出口處所需的時間為=qB若fm比，貝y粒子獲得的最大動能為e二m小m2nmkm2m如圖為一種改進(jìn)后的回旋加速器示意圖，其中盒縫間的加速電場場強大小恒定，且被限制在AC板間，虛線中間不需加電場，如圖所示，帶電粒子從P0處以速度v0沿電場線方向射入加速電場，經(jīng)加速后再進(jìn)入D形盒中的勻強磁場做勻速圓周運動，對這種改進(jìn)后的回旋加速器，下列說法正確的是()加速粒子的最大速度與D形盒的尺寸無關(guān)帶電粒子每運動一周被加速一次帶電粒子每運動

16、一周p1p2等于p2p3加速電場方向不需要做周期性的變化如圖為回旋加速器的示意圖.其核心部分是兩個D型金屬盒，置于磁感應(yīng)強度大小恒定的勻強磁場中，并與高頻交流電源相連帶電粒子在D型盒中心附近由靜止釋放，忽略帶電粒子在電場中的加速時間，不考慮相對論效應(yīng).欲使粒子在D型盒內(nèi)運動的時間增大為原來的2倍，下列措施可行的是()僅將磁感應(yīng)強度變?yōu)樵瓉淼?倍僅將交流電源的電壓變?yōu)樵瓉淼囊话雰H將D型盒的半徑變?yōu)樵瓉淼?倍僅將交流電源的周期變?yōu)樵瓉淼?倍如圖所示為回旋加速器的示意圖.兩個靠得很近的D形金屬盒處在與盒面垂直的勻強磁場中，一質(zhì)子從加速器的A處開始加速.已知D形盒的半徑為R磁場的磁感應(yīng)強度為B高頻交變

17、電源的電壓為U、頻率為f質(zhì)子質(zhì)量為m,電荷量為q.下列說法正確的是（）質(zhì)子的最大速度不超過2nRfb.質(zhì)子的最大動能為4m質(zhì)子的最大動能與電壓U無關(guān)只增大磁感應(yīng)強度B可增大質(zhì)子的最大動能23如圖所示，回旋加速器D形盒的半徑為R所加磁場的磁感應(yīng)強度為B用來加速質(zhì)量為m、電荷量為q的質(zhì)子，質(zhì)子從下半盒的質(zhì)子源由靜止出發(fā)，加速到最大動能Ek后由A孔射出，下列說法中正確的是（）質(zhì)子在勻強磁場中做圓周運動時獲得能量，用來加速增大交變電壓U,質(zhì)子在加速器中運行總時間將變短2mR回旋加速器所加交變電壓的頻率為歹mk下半盒內(nèi)部質(zhì)子的軌道半徑之比（由內(nèi)到外）為1：:J3:7回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心

18、部分是分別與高頻交流電極相連接的兩個D形金屬盒.兩盒間的狹縫中形成的周期性變化的電場，使粒子在通過狹縫時都能得到加速.兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強磁場中，如圖所示.在保持勻強磁場和加速電壓不變的情況下用同一裝置分別對質(zhì)子（1H）和氦核（4He）加速，則下列說法中正確的是（）2質(zhì)子與氦核所能達(dá)到的最大速度之比為1：2質(zhì)子與氦核所能達(dá)到的最大速度之比為厶1加速質(zhì)子、氦核時交流電的周期之比為2：1加速質(zhì)子、氦核時交流電的周期之比為1：2如圖是回旋加速器的工作原理圖.D和D2是兩個中空的半圓金屬盒，它們之間有一定的電壓，A處的粒子源產(chǎn)生的帶電粒子，在兩盒之間被電場加速兩半圓盒處于與盒面垂直的勻強磁場中，粒子在半圓盒中做勻速圓周運動不計帶電粒子在電場中的加速時間，不考慮由相對論效應(yīng)帶來的影響，則下列說法正確的是（）粒子在D形盒中的運動周期與兩盒間交變電壓的周期相同回旋加速器是靠電場加速的，因此其最大能量與電壓有關(guān)回旋加速器是靠磁場加速的，因為其最大能量與電壓無關(guān)粒子在回旋加