医学上对某些癌症可采用质子疗法治疗，该疗法(设备如图)用一定能量的质子束照射肿瘤以杀死癌细...

医学上对某些癌症可采用质子疗法治疗，该疗法(设备如图)用一定能量的质子束照射肿瘤以杀死癌细胞。现用一直线加速器来加速质子，使其在加速电场(可视为匀强电场)中从静止开始被加速到1.0×107m/s。已知质子的质量为1.67×10－27kg、电荷量为1.6×10－19C，加速器加速的直线长度为4m。下列说法正确的是（　　 ）

A.加速过程中质子的电势能增加

B.加速过程中质子的加速度约为2.5×1013m/s2

C.质子加速所需的时间约为8×10－6s

D.加速电场的电场强度约为1.3×105N/C

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某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，为了能让质子进入癌细胞，首先要实现质子的高速运动，该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现。质子先被加速到较高的速度，然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。如图所示，来自质子源的质子（初速度为零），经加速电压为U的加速器加速后，形成细柱形的质子流。已知细柱形的质子流横截面积为S，其等效电流为I；质子的质量为m，其电量为e.那么这束质子流内单位体积的质子数n是

A.

B.

C.

D.

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中国科学院2015年10月宣布中国将在2020年开始建造世界上最大的粒子加速器。加速器是人类揭示物质本源的关键设备，在放射治疗、食品安全、材料科学等方面有广泛应用。

如图所示，某直线加速器由沿轴线分布的一系列金属圆管（漂移管）组成，相邻漂移管分别接在高频脉冲电源的两极。质子从K点沿轴线进入加速器并依次向右穿过各漂移管，在漂移管内做匀速直线运动，在漂移管间被电场加速，加速电压视为不变。设质子进入漂移管B时速度为8×106 m/s，进入漂移管E时速度为1×107 m/s，电源频率为1×107 Hz，漂移管间缝隙很小，质子在每个管内运动时间视为电源周期的1/2。质子的荷质比取1×108 C/kg。求：

（1）漂移管B的长度；

（2）相邻漂移管间的加速电压。

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1932年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器，巧妙地利用带电粒子在磁场中的运动特点，解决了粒子的加速问题．现在回旋加速器被广泛应用于科学研究和医学设备中．某型号的回旋加速器的工作原理如图（甲）所示，图（乙）为俯视图．回旋加速器的核心部分为两个D形盒，分别为D1、D2．D形盒装在真空容器里，整个装置放在巨大的电磁铁两极之间的强大磁场中，磁场可以认为是匀强磁场，且与D形盒底面垂直．两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计．D形盒的半径为R，磁场的磁感应强度为B．设质子从粒子源A处进入加速电场的初速度不计．质子质量为m、电荷量为+q．加速器接入一定频率的高频交变电源，加速电压为U．加速过程中不考虑相对论效应和重力作用．

（1）求质子第1次经过狭缝被加速后进人D2盒时的速度大小v1；

（2）求质子第1次经过狭缝被加速后进人D2盒后运动的轨道半径r1；

（3）求质子从静止开始加速到出口处所需的时间t．

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用如图所示的回旋加速器来加速质子，为了使质子获得的速度增加为原来的2倍，可采用下列哪种方法

A. 将磁感应强度减小，变为原来的1/2

B. 将两D形金属盒间的加速电压增大为原来的4倍

C. 将D形金属盒的半径增大为原来的2倍

D. 将两D形金属盒间加速电压的频率增大为原来的2倍

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用如图所示的回旋加速器来加速质子，为了使质子获得的速度增加为原来的2倍，可采用下列哪种方法

A. 将其磁感应强度增大为原来的2倍

B. 将两D形金属盒间的加速电压增大为原来的4倍

C. 将D形金属盒的半径增大为原来的2倍

D. 将两D形金属盒间加速电压的频率增大为原来的2倍

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用如图所示的回旋加速器来加速质子，为了使质子获得的速度增加为原来的2倍，可采用下列哪种方法

A. 将其磁感应强度增大为原来的2倍

B. 将两D形金属盒间的加速电压增大为原来的4倍

C. 将D形金属盒的半径增大为原来的2倍

D. 将两D形金属盒间加速电压的频率增大为原来的2倍

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用如图所示的回旋加速器来加速质子，为了使质子获得的最大动能增加为原来的4倍，可采用下列哪几种方法(　 　)

A. 将其磁感应强度增大为原来的2倍

B. 将其磁感应强度增大为原来的4倍

C. 将D形金属盒的半径增大为原来的2倍

D. 将两D形金属盒间的加速电压增大为原来的4倍

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用如图所示的回旋加速器来加速质子，为了使质子获得的动能增加为原来的4倍，可采用下列哪种方法（　　 ）

A．将其磁感应强度增大为原来的2倍

B．将其磁感应强度增大为原来的4倍

C．将D形金属盒的半径增大为原来的4倍

D．将两D形金属盒间的加速电压增大为原来的4倍

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用如图所示的回旋加速器来加速质子，为了使质子获得的动能增加为原来的4倍，可采用下列哪几种方法（　 ）

A．将其磁感应强度增大为原来的2倍

B．将其磁感应强度增大为原来的4倍

C．将D形金属盒的半径增大为原来的2倍

D．将两D形金属盒间的加速电压增大为原来的4倍

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