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1 . 图甲是回旋加速器的示意图，其核心部分是两个D形金属盒，在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中，并与高频电源相连。带电粒子从静止开始运动的速率v随时间t变化如图乙，已知tn时刻粒子恰射出回旋加速器，不考虑相对论效应、粒子所受的重力和穿过狭缝的时间，下列判断正确的是（ ）
| A．同一D形盒中粒子的相邻轨迹半径之差随时间变化减小 |
| B．v1:v2:v3=1:2:3 |
C．粒子在电场中的加速次数为 |
| D．t3－t2>t2－t1 |
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2 . 如图所示为回旋加速器工作原理示意图，磁感应强度为B的匀强磁场与D形盒面垂直，两盒间的狭缝很小，它们接在电压为U、周期为T的交流电源上。A处粒子源产生的质子在加速器中被加速后射出，质子穿过狭缝的时间可忽略，下列说法正确的是（ ）
| A．质子运动周期是交流电周期的两倍 |
| B．质子的最大动能和D形盒半径无关 |
| C．若只减小交流电压U，则质子在回旋加速器中运行时间会变长 |
| D．若磁感应强度B增大，交流电周期T必须适当增大才能正常加速质子 |
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3 . 如图所示为回旋加速器示意图，利用回旋加速器对氘核进行加速，此时D形盒中的磁场的磁感应强度大小为B，D形盒缝隙间电场变化周期为T，加速电压为U，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出，忽略相对论效应和粒子在D形盒缝隙间的运动时间，下列说法正确的是（ ）
| A．只增大加速电压U，氘核获得的最大动能增大 |
| B．只增大加速电压U，氘核在回旋加速器中加速次数减少 |
| C．保持B、U和T不变，该回旋加速器可以加速质子 |
| D．若要加速质子可只将磁感应强度大小调为原来的一半或只将D形盒缝隙间电场变化周期调为调为原来的2倍 |
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4 . 回旋加速器的工作原理如图所示，置于真空中的D形金属盒半径为R，两盒间狭缝的间距为d，匀强磁场磁感应强度为B，磁场方向与盒面垂直，加在狭缝间的交变电压的电压值大小为
，一质量为m、电荷量为+q的粒子从A处飘入狭缝，其初速度视为零，不考虑粒子在狭缝中的运动时间，假设粒子每次经过狭缝均做加速运动。求：
（1）交流电的频率；
（2）粒子从飘入狭缝至达到最大动能后立即离开加速器所需的总时间t。
，一质量为m、电荷量为+q的粒子从A处飘入狭缝，其初速度视为零，不考虑粒子在狭缝中的运动时间，假设粒子每次经过狭缝均做加速运动。求：（1）交流电的频率；
（2）粒子从飘入狭缝至达到最大动能后立即离开加速器所需的总时间t。
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5 . 1932年，劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器。回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的间距为d，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直。A处粒子源产生的粒子，质量为m、电荷量为+q，在加速器中被加速，加速电压为U。加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。
（1）求交变电场的频率；
（2）求粒子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比；
（3）求粒子从静止开始加速到出口处在电场和磁场中运动所需的总时间t。
（1）求交变电场的频率；
（2）求粒子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比；
（3）求粒子从静止开始加速到出口处在电场和磁场中运动所需的总时间t。
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6 . 在高能物理研究中，回旋加速器起着重要作用，其原理如图所示。D1和D2是两中空的、半径为R的半圆金属盒，它们处于与盒面垂直的、磁感应强度大小为B的匀强磁场中且与频率为f的交流电源连接。位于D1盒圆心处的粒子源O能产生质子，质子在两盒狭缝间运动时被电场加速。（忽略质子的初速度和在电场中的加速时间）。根据相对论理论，粒子的质量m与速率v有
的关系，其中c为光速，m0为粒子静止时（
）的质量，这一关系当
时近似回到牛顿力学“m与v无关”的结论。已知质子的静止质量为m0，电荷量为q。下列说法正确的是（ ）
的关系，其中c为光速，m0为粒子静止时（）的质量，这一关系当时近似回到牛顿力学“m与v无关”的结论。已知质子的静止质量为m0，电荷量为q。下列说法正确的是（ ）
| A．在时，两盒间电压越大，质子离开加速器时的动能就越大 |
B．在时，若只将质子源换成α粒子（质量为 ，电荷量为2q）源，则α粒子也能一直被加速离开加速器 |
| C．考虑相对论效应时，为使质子一直被电场加速，可以仅让交流电源的频率随粒子加速而适当减小 |
| D．考虑相对论效应时，为使质子一直被电场加速，可以仅让轨道处的磁场随半径变大而逐渐减小 |
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2024-01-18更新
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243次组卷
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3卷引用：江苏省无锡市江阴市某校2023-2024学年高二下学期3月学情调研物理试题
7 . 如图甲所示回旋加速器的两个“D”型盒的半径为R，匀强磁场的磁感应强度大小为B，现在两“D”型盒间接入峰值为U0的交变电压，电压随时间的变化规律如图乙所示，将粒子源置于盒的圆心处，粒子源产生质量为m、电荷量为q的氘核（
），在t=0时刻进入“D”型盒的间隙，已知粒子的初速度不计，穿过电场的时间忽略不计，不考虑相对论效应和重力作用，下列说法正确的是（ ）
），在t=0时刻进入“D”型盒的间隙，已知粒子的初速度不计，穿过电场的时间忽略不计，不考虑相对论效应和重力作用，下列说法正确的是（ ）| A．只要加速器足够大可以将粒子加速至接近光速 |
B．不需要改变任何条件，该装置也可以加速α粒子（ ） |
C．氘核离开回旋加速器的最大动能为 |
D．粒子第一次与第二次在 磁场中运动的轨道半径之比为 |
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8 . 如图所示为一种改进后的回旋加速器示意图，其中盒缝间的加速电场场强大小恒定，且被限制在MN板间，两虚线中间区域无电场和磁场，带正电粒子从
处以速度
沿电场线方向射入加速电场，经加速后再进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
处以速度沿电场线方向射入加速电场，经加速后再进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）| A．D形盒中的磁场方向垂直于纸面向外 |
| B．加速电场方向需要做周期性的变化 |
| C．粒子每运动一周半径的增加量都相等 |
| D．增大板间电压，粒子最终获得的最大动能不变 |
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2024-01-11更新
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424次组卷
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3卷引用：江苏省盐城中学2023-2024学年高二上学期期末考试物理试题
江苏省盐城中学2023-2024学年高二上学期期末考试物理试题黑龙江省龙东地区五校2023-2024学年高二上学期期末联考物理试卷（已下线）选择性必修二 第一章 课时04 质谱仪与回旋加速器 进阶拓展
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9 . 劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器（如图甲所示），其原理如图乙所示，加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，两个金属盒处于与盒面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。两盒间留有空隙，现对氚核（
）加速，所需的高频电源的频率为f，已知元电荷为e，下列说法正确的是（ ）
）加速，所需的高频电源的频率为f，已知元电荷为e，下列说法正确的是（ ）
A．氚核的质量为 |
| B．高频电源的电压越大，氚核最终射出回旋加速器的速度越大 |
| C．被加速的带电粒子在回旋加速器中做圆周运动的周期随半径的增大而增大 |
D．该回旋加速器接频率为f的高频电源时，也可以对氦核（ ）加速 |
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2024-01-10更新
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363次组卷
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3卷引用：江苏省南通市如东中学，如东一高等四校2023-2024学年高三上学期12月学情调研物理试题
10 . 如图所示为一种新型的回旋加速器示意图，其中盒缝间的加速电场被限制在MN板间，带电粒子从处以速度沿电场线方向射入加速电场，经加速后进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
处以速度沿电场线方向射入加速电场，经加速后进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）| A．带电粒子每运动一周被加速两次 |
| B．MN板间通交流电的周期与带电粒子周期相同 |
| C．粒子最终获得的最大动能与电场的电压大小无关 |
| D．图中的P1P2＝P2P3 |
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