高能粒子是现代粒子散射实验中的炮弹，加速器是加速粒子的重要工具，是核科学研究的重要平台。质子回旋加速器是利用电场和磁场共同作用，使质子作回旋运动，在运动中通过高频电场反复加速、获得能量的装置。质子回旋加速器的工作原理如图（a）所示，置于真空中的
形金属盒半径为
，两盒间狭缝的间距为
，磁感应强度为
的匀强磁场与盒面垂直，被加速质子（
）的质量为
，电荷量为
。加在狭缝间的交变电压如图（b）所示，电压值的大小为
、周期
。为了简化研究，假设有一束质子从
板上
处小孔均匀地飘入狭缝，其初速度视为零。不考虑质子间的相互作用。
（1）质子在磁场中的轨迹半径为
（已知）时的动能
；
（2）请你计算质子从飘入狭缝至动能达到（问题（1）中的动能）所需要的时间。（不考虑质子间的相互作用，假设质子每次经过狭缝均做加速运动。）
（3）若用该装置加速氦核（
），需要对偏转磁场或交变电压作出哪些调整？
高三物理解答题困难题
高能粒子是现代粒子散射实验中的炮弹，加速器是加速粒子的重要工具，是核科学研究的重要平台。质子回旋加速器是利用电场和磁场共同作用，使质子作回旋运动，在运动中通过高频电场反复加速、获得能量的装置。质子回旋加速器的工作原理如图（a）所示，置于真空中的形金属盒半径为，两盒间狭缝的间距为，磁感应强度为的匀强磁场与盒面垂直，被加速质子（）的质量为，电荷量为。加在狭缝间的交变电压如图（b）所示，电压值的大小为、周期。为了简化研究，假设有一束质子从板上处小孔均匀地飘入狭缝，其初速度视为零。不考虑质子间的相互作用。
（1）质子在磁场中的轨迹半径为（已知）时的动能；
（2）请你计算质子从飘入狭缝至动能达到（问题（1）中的动能）所需要的时间。（不考虑质子间的相互作用，假设质子每次经过狭缝均做加速运动。）
（3）若用该装置加速氦核（），需要对偏转磁场或交变电压作出哪些调整？
高三物理解答题困难题查看答案及解析
回旋加速器是现代高能物理研究中用来加速带电粒子的常用装置。图1为回旋加速器原理示意图，置于高真空中的两个半径为R的D形金属盒，盒内存在与盒面垂直磁感应强度为B的匀强磁场。两盒间的距离很小，带电粒子穿过的时间极短可以忽略不计。位于D形盒中心A处的粒子源能产生质量为m、电荷量为q的带正电粒子，粒子的初速度可以忽略。粒子通过两盒间被加速，经狭缝进入盒内磁场。两盒间的加速电压按图2所示的余弦规律变化，其最大值为U0。加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。已知t0=0时刻产生的粒子每次通过狭缝时都能被最大电压加速。求
(1)两盒间所加交变电压的最大周期T0；
(2)t0=0时刻产生的粒子第1次和第2次经过两D形盒间狭缝后的轨道半径之比；
(3) 
与
时刻产生的粒子到达出口处的时间差。
高三物理解答题困难题查看答案及解析
回旋加速器是现代高能物理研究中用来加速带电粒子的常用装置。图1为回旋加速器原理示意图，置于高真空中的两个半径为R的D形金属盒，盒内存在与盒面垂直磁感应强度为B的匀强磁场。两盒间的距离很小，带电粒子穿过的时间极短可以忽略不计。位于D形盒中心A处的粒子源能产生质量为m、电荷量为q的带正电粒子，粒子的初速度可以忽略。粒子通过两盒间被加速，经狭缝进入盒内磁场。两盒间的加速电压按图2所示的余弦规律变化，其最大值为U0。加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。已知t0=0时刻产生的粒子每次通过狭缝时都能被最大电压加速。求
(1)两盒间所加交变电压的最大周期T0；
(2)t0=0时刻产生的粒子第1次和第2次经过两D形盒间狭缝后的轨道半径之比；
(3) 与时刻产生的粒子到达出口处的时间差。
高三物理解答题困难题查看答案及解析
高三物理解答题中等难度题查看答案及解析
高三物理解答题中等难度题查看答案及解析
高三物理解答题中等难度题查看答案及解析
在高能物理研究中，粒子回旋加速器起着重要作用．回旋加速器的工作原理如题5图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直．S处粒子源产生的粒子，质量为m、电荷量为+q，初速不计，在加速器中被加速，加速电压为U，磁场的磁感应强度为B，D型盒的半径为R．两盒间的狭缝很小，每次加速的时间很短，可以忽略不计，加速过程中不考虑相对论效应和重力作用．下列说法正确的是
A．为使正离子每经过窄缝都被加速，交变电压的频率f=2πm/(qB)
B．粒子第H次与第1次在下半盒中运动的轨道半径之比为
C．若其它条件不变，将加速电压U增大为原来的2倍，则粒子能获得的最大动能增大为原来的2倍
D．若其它条件不变，将D型盒的半径增大为原来的2倍，则粒子获得的最大动能增大为原来的4倍
高三物理选择题中等难度题查看答案及解析
在高能物理研究中，回旋加速器起着重要作用，其工作原理如图所示： 
和
是两个中空、半径固定的半圆金属盒，它们之间有一定的电势差，两个半圆盒处于与盒面垂直的匀强磁场中；中央O处的粒子源产生的
粒子，在两盒之间被电场加速， 粒子进入磁场后做匀速圆周运动。忽略粒子在电场中的加速时间，不考虑相对论效应，下列说法正确的是（ ）
A. 粒子在磁场中运动的周期越来越大
B. 粒子运动半个圆周之后，电场的方向不必改变
C. 磁感应强度越大， 粒子离开加速器时的动能就越大
D. 两盒间电势差越大， 粒子离开加速器时的动能就越大
高三物理单选题中等难度题查看答案及解析
在高能物理研究中，回旋加速器起着重要作用，其工作原理如图所示，D1和D2是两个中空的半圆金属盒，它们之间有一定的电势差。两个半圆盒处于与盒面垂直的匀强磁场中。中央O处的粒子源产生的
粒子，在两盒之间被电场加速，粒子进入磁场后做匀速圆周运动，忽略粒子在电场中的加速时间，不考虑相对论效应。下列说法正确的是
A. 粒子运动半个圆周之后，电场的方向必须改变
B. 粒子在磁场中运动的周期越来越大
C. 磁感应强度越大，粒子离开加速器时的动能就越大
D. 两盒间电势差越大，粒子离开加速器的动能就越大
高三物理多选题中等难度题查看答案及解析
在高能物理研究中，回旋加速器起着重要作用，其工作原理如图所示，D1和D2是两个中空的半圆金属盒，它们之间有一定的电势差。两个半圆盒处于与盒面垂直的匀强磁场中。中央O处的粒子源产生的粒子，在两盒之间被电场加速，粒子进入磁场后做匀速圆周运动，忽略粒子在电场中的加速时间，不考虑相对论效应。下列说法正确的是
A. 粒子运动半个圆周之后，电场的方向必须改变
B. 粒子在磁场中运动的周期越来越大
C. 磁感应强度越大，粒子离开加速器时的动能就越大
D. 两盒间电势差越大，粒子离开加速器的动能就越大
高三物理多选题中等难度题查看答案及解析