Question

13．如圖是一臺醫(yī)用回旋加速器的示意圖，其核心部分是兩個D形金屬盒，兩金屬盒置于勻強(qiáng)磁場中，它們與高頻交流電源相連現(xiàn)用此回旋加速器加速質(zhì)子（${\;}_{1}^{1}$H）、氘核（${\;}_{1}^{2}$H）和氦核（${\;}_{2}^{4}$He）．下列說法中正確的是（　　）

• A． 加速質(zhì)子和氘核時，高頻電源的頻率一定相等
• B． 加速氘核和氦核時，高頻電源的頻率一定相等
• C． 由于氘核和氦核的比荷相同，所以出D形盒時速度相等
• D． 由于D形盒的半徑相同，所以三個粒子出D形盒時的速度相等

Answer 1

分析 1、帶電粒子最后從回旋加速器中出來時的速度最大，根據(jù)qvB=m$\frac{{v}^{2}}{R}$，比較粒子的速度．
2、在回旋加速器中的周期T=$\frac{2πm}{Bq}=\frac{1}{f}$，根據(jù)周期的公式判斷兩粒子的頻率是否相同．

解答 解：A、帶電粒子在磁場中運(yùn)動的周期T=$\frac{2πm}{qB}$=$\frac{1}{f}$，有質(zhì)子和氘核比荷不同，所以周期和頻率不相等，故A錯誤
B、帶電粒子在磁場中運(yùn)動的周期T=$\frac{2πm}{qB}$=$\frac{1}{f}$，由于氘核和氦核比荷相同，所以周期和頻率相等，故B正確
C、根據(jù)qvB=m$\frac{{v}^{2}}{R}$，得v=$\frac{qBR}{m}$．兩粒子的比荷$\frac{q}{m}$相等，所以最大速度相等，故C正確
D、根據(jù)qvB=m$\frac{{v}^{2}}{R}$，得v=$\frac{qBR}{m}$．三粒子的比荷$\frac{q}{m}$不相等，所以最大速度不相等，故D錯誤
故選：BC

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵知道回旋加速器是利用電場加速，磁場偏轉(zhuǎn)來加速粒子．以及知道粒子在磁場中運(yùn)動的周期和交流電的周期相同．