Question

回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两级相连接的两个形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示。设形盒半径为，匀强磁场的磁感应强度为，高频交流电频率为。若用回旋加速器加速质子时，则下列说法正确的是

A.高频电源的周期是质子做圆周运动的周期的两倍

B.质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小有关

C.质子被加速后的最大速度不可能超过

D.不改变和，该回旋加速器也能用于加速氘核

Answer

C

【解析】

考查带电粒子在复合场中的运动，回旋加速器。

A．为了使粒子每次经过电场时都被加速，要求回旋加速器高频交流电的周期与等于粒子做圆周运动的周期，A错误；

B．最大速度时，轨道半径为D形盒半径R，根据洛伦兹力提供向心力：

可得质子被加速后的最大速度为：

可知，与加速电场的电压大小无关，B错误；

C．根据：

可得：

即最大速度为：不可能超过，C正确；

D．由周期公式：

由于氘核电荷量与质子相同，但质量是质子的两倍，则圆周运动周期为质子的两倍，频率为质子的一半，若不改变和，则回旋过程中，加速一次减速一次，相互抵消，所以不能用来加速氘核，D错误。

故选C。