1、简答题  在高能物理研究中，粒子回旋加速器起着重要作用，如图甲为它的示意图．它由两个铝制D型金属扁盒组成，两个D形盒正中间开有一条窄缝．两个D型盒处在匀强磁场中并接有高频交变电压．图乙为俯视图，在D型盒上半面中心S处有一正离子源，它发出的正离子，经狭缝电压加速后，进入D型盒中．在磁场力的作用下运动半周，再经狭缝电压加速．如此周而复始，最后到达D型盒的边缘，获得最大速度，由导出装置导出．已知正离子的电荷量为q，质量为m，加速时电极间电压大小为U，磁场的磁感应强度为B，D型盒的半径为R．每次加速的时间很短，可以忽略．正离子从离子源出发时的初速度为零．
（1）为了使正离子每经过窄缝都被加速，求交变电压的频率；
（2）求离子能获得的最大动能；
（3）求离子第1次与第n次在下半盒中运动的轨道半径之比．

参考答案：（1）使正离子每经过窄缝都被加速，交变电压的频率应等于离子做圆周运动的频率，正离子在磁场中做匀速圆周运动，
由洛伦兹力提供向心力Bqv=mv2r 又T=2πrv 解得T=2πmqB 所以f=qB2πm
（2）当离子从D盒边缘离开时速度最大，此时离子做圆周运动的半径为D盒的半径有vm=qBrm
离子获得的最大动能为E=12mv2m=q2B2R22m
（3）离子从S点经电场加速1次后，以速度v1第1次进入下半盒，由动能定理Uq=12mv21得 v1=

本题解析：

本题难度：一般

2、选择题  如图为质谱仪测定带电粒子质量的装置的示意图．滤速器中场强E方向向下，磁感强度的方向垂直纸面向里，分离器中磁感强度的方向垂直纸面向外．在S处有甲、乙、丙、丁四个一价正离子垂直于E和入射，若，不计重力，则分别打在四点的离子分别是　[　　]

A．甲乙丙丁
B．甲丁乙丙
C．丙丁乙甲
D．甲乙丁丙