Question

【題目】回旋加速器是用來加速帶電粒子的裝置，如圖所示它的核心部分是兩個D形金屬盒，兩盒相距很近，分別和高頻交流電源相連接，兩盒間的窄縫中形成勻強電場，使帶電粒子每次通過窄縫都得到加速。兩盒放在勻強磁場中，磁場方向垂直于盒底面，帶電粒子在磁場中做圓周運動，通過兩盒間的窄縫時反復被加速，直到達到最大圓周半徑時通過特殊裝置被引出。如果用同一回旋加速器分別加速氚核（ ）和α粒子（ ），比較它們所加的高頻交流電源的周期和獲得的最大動能的大小，有(　　)

A. 加速氚核的交流電源的周期較大，氚核獲得的最大動能較大

B. 加速氚核的交流電源的周期較小，氚核獲得的最大動能較小

C. 加速α粒子的交流電源的周期較大，α粒子獲得的最大動能較小

D. 加速α粒子的交流電源的周期較小，α粒子獲得的最大動能較大

Answer 1

【答案】D

【解析】帶電粒子在磁場中運動的周期與交流電源的周期相同，根據，可知氚核的質量與電量的比值大于粒子的質量與電量的比值，故氚核在磁場中運動的周期大，則加速氚核的交流電源的周期較大， 粒子在磁場中運動的周期小，則加速粒子的交流電源的周期較小；根據，解得： ，則最大動能，氚核的質量是粒子的倍，氚核的電量是粒子的倍，則氚核的最大動能是粒子的倍，即氚核的最大動能較小， 粒子的動能較大，故ABC錯誤，D正確，選D.