Question

【题目】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，a、b接在电压为U、周期为T的交流电源上。两盒间的窄缝中形成匀强电场，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被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出。设D形盒的半径为R，现将垂直于金属D形盒的磁场感应强度调节为B。，刚好可以对氚核()进行加速，氚核所能获得的能量为，以后保持交流电源的周期T不变。(已知氚核和α粒子质量比为3：4，电荷量之比为1：2)则：

A. 若只增大交变电压U，则氚核在回旋加速器中运行时间不会发生变化

B. 若用该装置加速α粒子，应将磁场的磁感应强度大小调整为

C. 将磁感应强度调整后对α粒子进行加速，a粒子在加速器中获得的能量等于氚核的能量

D. 将磁感应强度调整后对α粒子进行加速，粒子在加速器中加速的次数小于氚核的次数

Answer 1

【答案】D

【解析】试题分析：回旋加速器的问题处理：一是要知道最大动能只和半径R有关，二是要知道粒子做圆周运动的周期恰好等于电场变化的周期，借助于此两点分析下面各个选项。

根据 知粒子在磁场中做圆周运动的周期和速度无关，即粒子在磁场中每半圈的运动时间相同，粒子在回旋加速器中运动的时间决定于作圆周运动的次数，而加速次数 , 由 ，知，

得： ，所以增大交变电压U，则氚核在回旋加速器中运行时间将会变小，故A错误；

B项，回旋加速器所加交流电的周期要求与粒子在磁场中运动的周期相同，由知， ,要保持周期不变，则加速α粒子，应将磁场的磁感应强度大小调整为 ，故B错误；

C、由 ，知 将磁感应强度调整后对α粒子进行加速，a粒子在加速器中获得的能量将大于氚核的能量，故C错；

D、粒子在磁场中加速的次数为，而动能为，整理得; , 将磁感应强度调整后对α粒子进行加速，粒子在加速器中加速的次数小于氚核的次数,故D正确；

综上所述本题答案是：D