回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的匀强电场（其频率为f），使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底面的匀强磁场中，如图6所示，设匀强磁场的磁感应强度为B，D形金属盒的半径为R，狭缝间的距离为d，匀强电场间的加速电压为U．则下列说法中正确的是（　　）

A．增大匀强电场间的加速电压，被加速粒子最终获得的动能将增大

B．增大磁场的磁感应强度，被加速粒子最终获得的动能将增大

C．被加速粒子最终速度大小不超2πfR

D．增大匀强电场间的加速电压，被加速粒子在加速器中运动的圈数将减少

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D形盒D₁、D₂构成，其间留有空隙，下列说法正确的是（　　）

A．离子从电场中获得能量

B．离子从磁场中获得能量

C．增大加速电场的电压可增加离子从回旋加速器中获得的最大动能

D．增大D形盒的半径可增加离子从回旋加速器中获得的最大动能

如图所示，回旋加速器D形盒的半径为R，用来加速质量为m，电量为q的质子，质子每次经过电场区时，都恰好在电压为U时并被加速，且电场可视为匀强电场，使质子由静止加速到能量为E后，由A孔射出．下列说法正确的是（　　）

A．D形盒半径R、磁感应强度B不变，若加速电压U越高，质子的能量E将越大

B．磁感应强度B不变，若加速电压U不变，D形盒半径R越大、质子的能量E将越大

C．D形盒半径R、磁感应强度B不变，若加速电压U越高，质子的在加速器中的运动时间将越长

D．D形盒半径R、磁感应强度B不变，若加速电压U越高，质子的在加速器中的运动时间将越短

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D形盒D₁、D₂构成，其间留有空隙，下列说法正确的是（　　）

A．回旋加速器只能用来加速正离子

B．离子从D形盒之间空隙的电场中获得能量

C．离子在磁场中做圆周运动的周期是加速交变电压周期的一半

D．离子在磁场中做圆周运动的周期是加速交变电压周期的2倍

质谱议的构造原理如图所示．从粒子源S出来时的粒子速度很小，可以看作初速为零，粒子经过电场加速后进入有界的垂直纸面向里的匀强磁场区域，并沿着半圆周运动而达到照相底片上的P点，测得P点到入口的距离为x，则以下说法正确的是（　　）

A．粒子一定带正电

B．粒子一定带负电

C．x越大，则粒子的质量与电量之比一定越大

D．x越大，则粒子的质量与电量之比一定越小

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（缝隙的宽度远小于盒半径），分别和高频交流电源相连接，使带电粒子每通过缝隙时恰好在最大电压下被加速．两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒面，带电粒子在磁场中做圆周运动，粒子通过两盒的缝隙时反复被加速，直到最大圆周半径时通过特殊装置被引出．若D形盒半径为R，所加磁场的磁感应强度为B．设两D形盒之间所加的交流电压的最大值为U，被加速的粒子为α粒子，其质量为m、电量为q．α粒子从D形盒中央开始被加速（初动能可以忽略），经若干次加速后，α粒子从D形盒边缘被引出．求：
（1）α粒子被加速后获得的最大动能E_k；
（2）α粒子在第n次加速后进入一个D形盒中的回旋半径与紧接着第n+1次加速后进入另一个D形盒后的回旋半径之比；
（3）α粒子在回旋加速器中运动的时间；
（4）若使用此回旋加速器加速氘核，要想使氘核获得与α粒子相同的动能，请你通过分析，提出一个简单可行的办法．

质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具，如图为质谱仪原理示意图。现利用这种质谱议对氢元素进行测量。氢元素的各种同位素从容器A下方的小孔S无初速度飘入电势差为U的加速电场，加速后垂直进入磁感强度为B的匀强磁场中。氢的三种同位素氕、氘、氚的电量之比为1：1：1，质量之比为1：2：3，它们最后打在照相底片D上，形成a、b、c三条“质谱线”。关于三种同位素进入磁场时速度的排列顺序和a、b、c三条“质谱线”的排列顺序，下列判断正确的是

质谱仪是一种能够把具有不同荷质比（带电粒子的电荷和质量之比）的带电粒子分离开来的仪器，它的工作原理如图所示。其中A部分为粒子速度选择器，C部分是偏转分离器。如果速度选择器的两极板间匀强电场的电场强度为E，匀强磁场的磁感强度为B₁。偏转分离器区域匀强磁场的磁感强度为B₂，某种带电粒子由O点沿直线穿过速度选择器区域后进入偏转分离器。求：
（1）粒子由孔进入偏转分离器时的速度为多大？
（2）粒子进入偏转分离器后在洛伦兹力作用下做圆周运动（如图示），在照相底片MN上的D点形成感光条纹，测得D点到点的距离为d，则该种带电粒子带何种电荷，该种带电粒子的荷质比q/m为多大？

如图所示为一种质谱仪示意图，位于A处电荷量为q、质量为m的离子（重力不计），从静止开始经加速电场加速后沿图中虚线做匀速圆周运动通过静电分析器，再由P点进入磁分析器后，最终打在乳胶片上的Q点。已知静电分析器通道的半径为R，均匀辐射电场的场强为E磁分析器中有垂直纸面向外的匀强磁 场，磁感应强度为B。求：
(1)离子在静电分析器中做匀速圆周运动的速度大小；
(2)加速电场的电压U；
(3)P，Q两点间的距离。