Question

【題目】如圖所示，回旋加速器D形盒的半徑為R，所加磁場的磁感應強度為B，用來加速質量為m、電荷量為q的質子（），質子從下半盒的質子源由靜止出發，加速到最大能量E后，由A孔射出．則下列說法正確的是(　 )

A. 回旋加速器加速完質子在不改變所加交變電壓和磁場情況下，可以直接對（）粒子進行加速

B. 只增大交變電壓U，則質子在加速器中獲得的最大能量將變大

C. 回旋加速器所加交變電壓的頻率為

D. 加速器可以對質子進行無限加速

Answer 1

【答案】C

【解析】試題分析：回旋加速器運用電場加速磁場偏轉來加速粒子，根據洛倫茲力提供向心力可以求出粒子的最大速度，從而求出最大動能，分析最大動能與交變電壓的關系．在加速粒子的過程中，電場的變化周期與粒子在磁場中運動的周期相等，從而分析交變電壓的頻率．

當質子變為α粒子，在磁場的運動周期發生變化，即在磁場的周期與在電場的周期不相等，不滿足回旋加速器的工作原理，故不能加速α粒子，A錯誤；質子出回旋加速器的速度最大，此時的半徑為R，由洛倫茲力提供向心力得，所以當軌道半徑最大時，最大速度為，所以不能無限制的加速質子，獲得的能量與交變電壓無關，故BD錯誤；因為粒子運動周期為，故交變電壓的頻率為；又因為，所以交變電壓的頻率也為，C正確．