Question

【题目】回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近，分别和高频交流电源相连接，两盒间的窄缝中形成匀强电场，使带电粒子每次通过窄缝都得到加速。两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，带电粒子在磁场中做圆周运动，通过两盒间的窄缝时反复被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出。如果用同一回旋加速器分别加速氚核（ ）和α粒子（ ），比较它们所加的高频交流电源的周期和获得的最大动能的大小，有(　　)

A. 加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能较大

B. 加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能较小

C. 加速α粒子的交流电源的周期较大，α粒子获得的最大动能较小

D. 加速α粒子的交流电源的周期较小，α粒子获得的最大动能较大

Answer 1

【答案】D

【解析】带电粒子在磁场中运动的周期与交流电源的周期相同，根据，可知氚核的质量与电量的比值大于粒子的质量与电量的比值，故氚核在磁场中运动的周期大，则加速氚核的交流电源的周期较大， 粒子在磁场中运动的周期小，则加速粒子的交流电源的周期较小；根据，解得： ，则最大动能，氚核的质量是粒子的倍，氚核的电量是粒子的倍，则氚核的最大动能是粒子的倍，即氚核的最大动能较小， 粒子的动能较大，故ABC错误，D正确，选D.