Question

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

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交变电场，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匀速圆周运动，通过两盒间的窄缝时反复被加速，直到运动半径达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出．若用同一回旋加速器分别加速质子（ 11H）和氘核（ 21H），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，则（　　）A．加速氘核的交流电源的周期较小，氢核获得的最大动能较大B．加速氘核的交流电源的周期较大，氢核获得的最大动能较小C．加速氘核的交流电源的周期较小，氢核获得的最大动能较小D．加速氘核的交流电源的周期较大，氢核获得的最大动能较大

Answer 1

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T=

2πm

qB

，知氘核（

2 1

H）的质量与电量的比值大于氢核（

1 1

H），所以氘核在磁场中运动的周期大，则加速氘核的交流电源的周期较大．
   根据qvB=m

v2

r

得，最大速度v=

qBr

m

，则最大动能E_Km=

1

2

mv²=

q2B2r2

2m

，
氢核的质量是氘核的

1

2

倍，氘核的电量是1倍，
则氘核的最大动能是氢核的

1

2

倍，即氢核的最大动能较大．故D正确，ABC错误．
故选：D．