1、选择题  关于回旋加速器的有关说法，正确的是
A．回旋加速器是利用磁场对运动电荷的作用使带电粒子的速度增大的
B．回旋加速器是用电场加速的
C．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
D．带电粒子在回旋加速器中不断被加速，故在D形盒中做圆周运动一周所用时间越来越小

参考答案：BC

本题解析：回旋加速器是利用电场对运动电荷的作用使带电粒子的速度增大的，A错；BC对；带电粒子在磁场中洛仑兹力提供向心力，从而做的是匀速圆周运动，由周期公式可知粒子运动的周期不变，D错；故选BC
点评：本题难度较小，掌握回旋加速器的原理是本题的关键，由于洛仑兹力始终与速度垂直，因此不做功，电场力做功改变着速度的大小

本题难度：简单

2、选择题  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电场，使带电粒子每次通过窄缝都得到加速。两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，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。如果用同一回旋加速器分别加速氚核（）和α粒子（）（说明：，）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，则

[? ]
A．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能也较大
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也较小
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

参考答案：B

本题解析：

本题难度：一般

3、计算题  在高能物理研究中，粒子加速器起着重要作用，而早期的加速器只能使带电粒子在高压电场中加速一次，因而粒子所能达到的能量受到高压技术的限制。1930年，Earnest O. Lawrence提出了回旋加速器的理论，他设想用磁场使带电粒子沿圆弧形轨道旋转，多次反复地通过高频加速电场，直至达到高能量。图甲为Earnest O. Lawrence设计的回旋加速器的示意图。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狭缝；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；为保证粒子每次经过狭缝都被加速，应设法使交变电压的周期与粒子在狭缝及磁场中运动的周期一致。如此周而复始，最后到达D型盒的边缘，获得最大速度后被束流提取装置提取出。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恒为U，磁场的磁感应强度为B，D型盒的半径为R，狭缝之间的距离为d。设正离子从离子源出发时的初速度为零。
（1）试计算上述正离子从离子源出发被第一次加速后进入下半盒中运动的轨道半径；
（2）尽管粒子在狭缝中每次加速的时间很短但也不可忽略。试计算上述正离子在某次加速过程当中从离开离子源到被第n次加速结束时所经历的时间；
（3）不考虑相对论效应，试分析要提高某一离子被半径为R的回旋加速器加速后的最大动能可采用的措施。

参考答案：解：（1）设正离子经过窄缝被第一次加速加速后的速度为v1，由动能定理得
正离子在磁场中做匀速圆周运动，半径为r1，由牛顿第二定律得
由以上两式解得
（2）设正离子经过窄缝被第n次加速加速后的速度为vn，由动能定理得
粒子在狭缝中经n次加速的总时间
由牛顿第二定律
由以上三式解得电场对粒子加速的时间
正离子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律
又
粒子在磁场中做圆周运动的时间
由以上三式解得
所以，粒子从离开离子源到被第n次加速结束时所经历的时间+
（3）设离子从D盒边缘离开时做圆周运动的轨迹半径为rm，速度为vm


离子获得的最大动能为
所以，要提高某一离子被半径为R的回旋加速器加速后的最大动能可以增大加速器中的磁感应强度B

本题解析：

本题难度：困难

4、选择题  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，与高频交流电源相连接后，使粒子每次经过两盒间的狭缝时都能得到加速，如图所示。现要增大带电粒子从回旋加速器射出时的动能，下列方法可行的是

A．仅减小磁场的磁感应强度
B．仅减小狭缝间的距离
C．仅增大高频交流电压
D．仅增大金属盒的半径

参考答案：D

本题解析：要使带电粒子从回旋加速器射出时的动能增大，及射出时的速度增大，粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力?，所以，可见要增大速度，需增大磁场的磁感应强度,增大金属盒的半径，D正确，ABC错误。

本题难度：一般

5、选择题  质谱仪是用来测定带电粒子质量和分析同位素的重要装置，在科学研究中具有重要应用．如图所示的是质谱仪工作原理简图，电容器两极板相距为d，两板间电压为U，极板间的匀强磁场的磁感应强度为B1，方向垂直纸面向外．一束电荷量相同但质量不同的粒子沿电容器的中线平行于极板射入电容器，沿直线穿过电容器后进入另一磁感应强度为B2的匀强磁场，方向垂直纸面向外．结果分别打在感光片上的a、b两点，设a、b两点之间距离为x，粒子所带电荷量为q，且不计重力．则以下判断正确的是（　　）
A．该束带电粒子的电性均相同，且均带正电
B．该束带电粒子的电性均相同，且均带负电
C．该束带电粒子的速度均相同，且均为
D．打在a、b两点的粒子的质量之差△m=