高中物理质谱仪和回旋加速器的工作原理试题

回旋加速器是利用较低电压的高频电源使粒子经多次加速获得巨大速度的一种仪器，工作原理如图，下列说法正确的是（   ）

A．粒子在磁场中做匀速圆周运动

B．粒子由A0运动到A1比粒子由A2运动到A3所用时间少

C．粒子的轨道半径与它的速率成正比

D．粒子的运动周期和运动速率成正比

磁谱仪是测量能谱的重要仪器。磁谱仪的工作原理如图所示，放射源发出质量为、电量为的粒子沿垂直磁场方向进入磁感应强度为的匀强磁场，被限束光栏限制在２的小角度内，粒子经磁场偏转后打到与束光栏平行的感光片上。（重力影响不计）
（１）若能量在（，且）范围内的粒子均垂直于限束光栏的方向进入磁场。试求这些粒子打在胶片上的范围.
(2)实际上，限束光栏有一定的宽度，粒子将在２角内进入磁场。试求能量均为的粒子打到感光胶片上的范围

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形合、构成，其间留有空隙，下列说法正确的是（）

A．	离子由加速器的中心附近进入加速器
B．	离子由加速器的边缘进入加速器
C．	离子从磁场中获得能量
D．	离子从电场中获得能量

1932年，劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器。回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应强度为的匀强磁场与盒面垂直。处粒子源产生的粒子，质量为、电荷量为 ，在加速器中被加速，加速电压为。加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。

（1） 求粒子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比；

（2） 求粒子从静止开始加速到出口处所需的时间 ；

（3） 实际使用中，磁感应强度和加速电场频率都有最大值的限制。若某一加速器磁感应强度和加速电场频率的最大值分别为、，试讨论粒子能获得的最大动能。