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)

微專題—回旋加速器（選擇題）習(xí)題選編一、單項(xiàng)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(qiáng)磁場中，兩盒分別與高頻電源相連．則下列說法正確的是（）A．帶電粒子加速所獲得的最大動能與金屬盒的半徑有關(guān)B．帶電粒子從磁場中獲得能量C．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)D．帶電粒子做圓周運(yùn)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(qiáng)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(yùn)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，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(yùn)動的半徑不變（設(shè)極板間距遠(yuǎn)小于R），粒子重力不計(jì)，下列關(guān)于環(huán)形加速器的說法中正確的是（）A．加速器對帶正電粒子順時針加速，對帶負(fù)電粒子加速需要升高B板電勢B．電勢U越高，粒子最終的速度就越大C．粒子第n次繞行一圈所需的時間tn與下一次所需時間tn+1的關(guān)系為D．第n次繞行的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小Bn與下一次磁感應(yīng)強(qiáng)度大小Bn+1之比為3．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(yùn)動的特點(diǎn)，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．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(qiáng)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(qiáng)磁場做勻速圓周運(yùn)動．對于這種改進(jìn)后的回旋加速器，下列說法正確的是（）A．帶電粒子每運(yùn)動一周被加速兩次B．帶電粒子每運(yùn)動一周P1P2＝P2P3C．加速粒子的最大速度與D形盒的尺寸有關(guān)D．加速電場方向需要做周期性的變化4．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(qiáng)磁場中，兩盒分別與高頻電源相連。下列說法正確的是（）A．粒子從磁場中獲得能量B．粒子被電場加速后，運(yùn)動越來越快，走過半圓的時間越來越短C．D形盤的半徑R越大，粒子離開回旋加速器時最大動能越小D．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：5．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(qiáng)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(yùn)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（）A．環(huán)形區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小Bn與加速次數(shù)n之間的關(guān)系為＝B．環(huán)形區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小Bn與加速次數(shù)n之間的關(guān)系為C．A、B板之間的電壓可以始終保持不變D．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＝6．1930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D1、D2構(gòu)成，其間留有空隙，下列說法正確的是（）A．回旋加速器只能用來加速正離子B．離子從D形盒之間空隙的電場中獲得能量C．離子在磁場中做圓周運(yùn)動的周期是加速交變電壓周期的一半D．離子在磁場中做圓周運(yùn)動的周期是加速交變電壓周期的2倍7．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，兩形金屬盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場中，如圖所示。設(shè)形盒半徑為，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，高頻交流電頻率為。若用回旋加速器加速質(zhì)子時，則下列說法正確的是（）A．高頻電源的周期是質(zhì)子做圓周運(yùn)動的周期的兩倍B．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)C．質(zhì)子被加速后的最大速度不可能超過D．不改變和，該回旋加速器也能用于加速氘核二、多項(xiàng)選擇題8．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(qiáng)度為B的勻強(qiáng)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（）A．不改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B和交流電的頻率f，該加速器也可加速α粒子B．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∶1C．質(zhì)子被加速后的最大速度不能超過2πRfD．加速的粒子獲得的最大動能隨加速電壓U的增大而增大9．1930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D1、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（）A．不改變磁感應(yīng)強(qiáng)度和交流電周期，該回旋加速器也能加速α粒子B．被加速的離子從電場中獲得能量C．交變電場的變化周期是質(zhì)子在磁場中運(yùn)動周期的一半D．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(qiáng)度增大為原來的2倍10．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(qiáng)磁場中，并分別與高頻電源相連?，F(xiàn)分別加速氘核（）和氦核（），下列正確的是（）A．它們的最大速度相同B．兩次所接高頻電源的頻率不同C．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下列哪些因素有關(guān)（）A．加速電場的電壓大小 B．勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度C．交流電的頻率 D．D形金屬盒的半徑12．1930年美國物理學(xué)家Lawrence提出回旋加速器的理論，1932年首次研制成功。如圖所示為兩個半徑為R的中空半圓金屬盒D1、D2置于真空中，金屬盒D1、D2間接有電壓U的交流電為粒子加速，金屬盒D1圓心O處粒子源產(chǎn)生的粒子初速度為零。勻強(qiáng)磁場垂直兩盒面，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，粒子運(yùn)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(yùn)動的時間，下列說法正確的是（）A．交流電的周期和粒子在磁場中運(yùn)動的周期相同B．加速電壓U越大，粒子最終射出D形盒時的動能就越大C．粒子最終射出D形盒時的動能與加速電壓U無關(guān)D．粒子第一次加速后和第二次加速后速度之比是13．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(qiáng)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（）A．回旋加速器不能無限加速質(zhì)子B．增大交變電壓U，則質(zhì)子在加速器中運(yùn)行時間將變短C．回旋加速器所加交變電壓的頻率為D．下半盒內(nèi)部，質(zhì)子的運(yùn)動軌跡半徑之比（由內(nèi)到外）為1∶∶14．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(qiáng)度為B的勻強(qiáng)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()A．不改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B和交流電的頻率f，該加速器也可加速α粒子B．加速的粒子獲得的最大動能隨加速電壓U的增大而增大C．質(zhì)子被加速后的最大速度不能超過2πRfD．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∶115．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(qiáng)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(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，高頻交流電頻率為f，則下列說法正確的是（）A．質(zhì)子被加速后的最大動能為Ekm＝B．質(zhì)子被加速后的最大速度與加速電場的電壓大小無關(guān)C．只要R足夠大，質(zhì)子的速度可以被加速到任意值D．不改變B和f，該回旋加速器也能用于加速α粒子16．勞倫斯和利文斯設(shè)計(jì)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(qiáng)度為B的勻強(qiáng)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（）A．質(zhì)子被加速后的最大速度不可能超過2πfRB．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C．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∶1D．不改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B和交流電頻率f，只改變加速電壓U，該回旋加速器的最大動能不變17．如圖所示，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(qiáng)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（）A．D形盒半徑R、磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，若加速電壓U越高，質(zhì)子的能量E將越大B．D形盒半徑R、磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，若加速電壓U越高，質(zhì)子的在加速器中的運(yùn)動時間將越長C．磁感應(yīng)強(qiáng)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．D形盒半徑R、磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，若加速電壓U越高，質(zhì)子的在加速器中的運(yùn)動時間將越短18．一個用于加速粒子的回旋加速器，其核心部分如圖所示，D形盒半徑為R，垂直D形盒底面的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，兩盒分別與電源相連，下列說法正確的是（）A．兩盒連接的電源可以是直流電源B．D形盒內(nèi)沒有電場，只有磁場C．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D．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19．如圖所示，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(jì)。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)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(qiáng)度、加速電場的頻率可調(diào)，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度最大值為Bm，加速電場頻率的最大值fm。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（）B．粒子從靜止開始加速到出口處所需的時間為C．若fm<，則粒子獲得的最大動能為D．若fm>，則粒子獲得的最大動能為20．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(qiáng)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(qiáng)磁場做勻速圓周運(yùn)動，對這種改進(jìn)后的回旋加速器，下列說法正確的是()A．加速粒子的最大速度與D形盒的尺寸無關(guān)B．帶電粒子每運(yùn)動一周被加速一次C．帶電粒子每運(yùn)動一周P1P2等于P2P3D．加速電場方向不需要做周期性的變化21．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(qiáng)度大小恒定的勻強(qiáng)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(yùn)動的時間增大為原來的2倍，下列措施可行的是（）A．僅將磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼?倍B．僅將交流電源的電壓變?yōu)樵瓉淼囊话隒．僅將D型盒的半徑變?yōu)樵瓉淼谋禗．僅將交流電源的周期變?yōu)樵瓉淼?倍22．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(qiáng)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(qiáng)度為B，高頻交變電源的電壓為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（）A．質(zhì)子的最大速度不超過2πRfB．質(zhì)子的最大動能為C．質(zhì)子的最大動能與電壓U無關(guān)D．只增大磁感應(yīng)強(qiáng)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(qiáng)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（）A．質(zhì)子在勻強(qiáng)磁場中做圓周運(yùn)動時獲得能量，用來加速B．增大交變電壓U，質(zhì)子在加速器中運(yùn)行總時間將變短C．回旋加速器所加交變電壓的頻率為D．下半盒內(nèi)部質(zhì)子的軌道半徑之比（由內(nèi)到外）為1：：：……24．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(qiáng)磁場中，如圖所示．在保持勻強(qiáng)磁場和加速電壓不變的情況下用同一裝置分別對質(zhì)子()和氦核()加速，則下列說法中正確的是（）A．質(zhì)子與氦核所能達(dá)到的最大速度之比為l：2B．質(zhì)子與氦核所能達(dá)到的最大速度之比為2：lC．加速質(zhì)子、氦核時交流電的周期之比為2：lD．加速質(zhì)子、氦核時交流電的周期之比為l：225．如圖是回旋加速器的工作原理圖．D1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(qiáng)磁場中，粒子在半圓盒中做勻速圓周運(yùn)動．不計(jì)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（）A．粒子在D形盒中的運(yùn)動周期與兩盒間交變電壓