Question

【題目】2020年2月，中核集團“龍騰2020”科技創新計劃——“質子治療230MeV超導回旋加速器”在原子能院完成設備安裝和高頻鍛煉測試工作（圖甲），建成后將有效提升我國醫療領域設備水平，使質子治癌成為人類征服癌癥的有效手段之一。回旋加速器主要結構如圖乙，兩個中空的半圓形金屬盒接高頻交流電源置于與盒面垂直的勻強磁場中，兩盒間的狹縫寬度很小。粒子源S位于金屬盒的圓心處，產生的粒子初速度可以忽略。用兩臺回旋加速器分別加速氕（p）和氚（T）核，這兩臺加速器的金屬盒半徑、磁場的磁感應強度、高頻交流電源的電壓均相等，不考慮相對論效應，則氕（p）和氚（T）核（　　）

A.所能達到的最大動能相等

B.所能達到的最大動量大小相等

C.氕核受到的最大洛倫茲力大于氚核

D.在達到最大動能的過程中通過狹縫的次數相等

Answer 1

【答案】BC

【解析】

AB．粒子在磁場中做圓周運動，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得

得

粒子軌道半徑r為最大R時，粒子速度最大，粒子的最大速度

粒子最大動量

則所能達到的最大動量大小相等，粒子能達到的最大動能

由于兩粒子的質量不同，則所能達到的最大動能不相等，故A錯誤，B正確；

C．粒子所受最大洛倫茲力

由于氕核的質量比氚核質量更小，則氕核受到的最大洛倫茲力大于氚核，故C正確；

D．對粒子整個運動過程，由動能定理得

粒子經過狹縫的次數

由于兩粒子質量不相等，則在達到最大動能的過程中通過狹縫的次數不相等，故D錯誤。

故選BC。