题目
1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器,其原理如图所示,这台加速器由两个铜质D形盒 D 1、 D 2构成,其间留有空隙,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( ) A.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 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.氚核的质量为 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
1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器,其原理如图所示,这台加速器由两个铜质D形盒 D 1、 D 2构成,其间留有空隙,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.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 |
| 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.氚核的质量为![]() |
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 |
题目解答
答案
C
解析
步骤 1:分析回旋加速器中粒子的运动周期
在回旋加速器中,带电粒子在磁场中做圆周运动,其周期与半径无关,只与粒子的质量和电荷量有关。因此,粒子在回旋加速器中做圆周运动的周期不随半径的增大而增大,选项A错误。
步骤 2:分析高频电源的电压对粒子最终速度的影响
高频电源的电压越大,粒子每次通过电场时获得的能量越大,但粒子最终射出回旋加速器的速度还受到磁场和粒子质量的影响。因此,高频电源的电压越大,粒子最终射出回旋加速器的速度不一定越大,选项B错误。
步骤 3:分析回旋加速器对不同粒子的加速能力
回旋加速器的频率由粒子的质量和电荷量决定,因此,该回旋加速器接频率为f的高频电源时,只能对特定质量的粒子进行加速。由于氚核和氦核的质量不同,因此,该回旋加速器接频率为f的高频电源时,不能对氦核进行加速,选项D错误。
步骤 4:计算氚核的质量
根据回旋加速器的原理,粒子在磁场中做圆周运动的周期与粒子的质量和电荷量有关。因此,可以通过粒子的周期和电荷量计算粒子的质量。根据题目中给出的条件,可以计算出氚核的质量为go,选项C正确。
在回旋加速器中,带电粒子在磁场中做圆周运动,其周期与半径无关,只与粒子的质量和电荷量有关。因此,粒子在回旋加速器中做圆周运动的周期不随半径的增大而增大,选项A错误。
步骤 2:分析高频电源的电压对粒子最终速度的影响
高频电源的电压越大,粒子每次通过电场时获得的能量越大,但粒子最终射出回旋加速器的速度还受到磁场和粒子质量的影响。因此,高频电源的电压越大,粒子最终射出回旋加速器的速度不一定越大,选项B错误。
步骤 3:分析回旋加速器对不同粒子的加速能力
回旋加速器的频率由粒子的质量和电荷量决定,因此,该回旋加速器接频率为f的高频电源时,只能对特定质量的粒子进行加速。由于氚核和氦核的质量不同,因此,该回旋加速器接频率为f的高频电源时,不能对氦核进行加速,选项D错误。
步骤 4:计算氚核的质量
根据回旋加速器的原理,粒子在磁场中做圆周运动的周期与粒子的质量和电荷量有关。因此,可以通过粒子的周期和电荷量计算粒子的质量。根据题目中给出的条件,可以计算出氚核的质量为go,选项C正确。

)加速