图1
A.粒子被加速后的最大速度随磁感应强度和D形盒的半径的增大而增大
B.粒子被加速后的最大动能随高频电源的加速电压的增大而增大
C.高频电源频率由粒子的质量、电荷量和磁感应强度决定
D.粒子从磁场中获得能量
答案 AC
解析 当粒子从D形盒中出来时速度最大,由qvmB=m,其中R为D形盒的半径,得vm=,可见最大速度随磁感应强度和D形盒的半径的增大而增大,A正确;粒子被加速后的最大动能Ekm=mv=m()2B2R2与高频电源的加速电压无关,B错误;高频电源频率与粒子在磁场中做匀速圆周运动的频率相同,则f=,可见频率由粒子的质量、电荷量和磁感应强度决定,C正确;洛伦兹力不做功,粒子从电场中获得能量,D错误.故选A、C.
2.用回旋加速器分别加速α粒子和质子时,若磁场相同,则加在两个D形盒间的交变电压的频率之比为( )
A.1∶1 B.1∶3 C.2∶1 D.1∶2
答案 D
解析 带电粒子在磁场中运动,洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得qvB=m,又v=,所以在磁场中运动的周期T=,因此质子和α粒子在磁场中运动的周期之比为=·=,因为在回旋加速器中,加速电场的变化周期与粒子在磁场中运动的周期相等,故加在两个D形盒间的交变电压的频率之比为==,所以选D.
3.如图2甲所示是用来加速带电粒子的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,两盒分别与高频电源相连.带电粒子在磁场中运动的动能Ek随时间t的变化规律如图乙所示.忽略带电粒子在电场中的加速时间,则下列判断中正确的是( )