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7.1932年,美國的物理學(xué)家勞倫斯設(shè)計(jì)出了回旋加速器,回旋加速器的工作原理如圖所示,置于高真空中的兩D形金屬盒半徑為R,兩盒間的狹縫很小,帶電粒子穿過的時(shí)間可以忽略不計(jì).磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與盒面垂直.A處粒子源產(chǎn)生的質(zhì)量為m、電荷量為+q粒子在加速器中被加速,其加速電壓恒為U.帶電粒子在加速過程中不考慮相對論效應(yīng)和重力的作用.則( �。�
A.帶電粒子在加速器中第1次和第2次做曲線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間分別為t1和t2,則t1:t2=1:2
B.帶電粒子第1次和第2次經(jīng)過兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比r1:r2=2:2
C.兩D形盒狹縫間的交變電場的周期T=πmqB
D.帶電粒子離開回旋加速器時(shí)獲得的動(dòng)能為B2q2R22m

分析 回旋加速器利用電場加速和磁場偏轉(zhuǎn)來加速粒子,帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的周期與帶電粒子的速度無關(guān).根據(jù)洛倫茲力提供向心力得出軌道半徑的公式,從而根據(jù)速度的關(guān)系得出軌道半徑的關(guān)系.粒子離開回旋加速度時(shí)的軌道半徑等于D形盒的半徑,根據(jù)半徑公式求出離開時(shí)的速度大小,從而得出動(dòng)能.

解答 解:AC、帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的周期與電場變化的周期相等,根據(jù)qvB=mv2r,則v=qBrm,周期T=2πrv=2πmqB,
與粒子的速度無關(guān),t1:t2=1:1.交變電場的周期也為2πmqB.故AC錯(cuò)誤.
B、根據(jù)v2=2ax得,帶電粒子第一次和和第二次經(jīng)過加速后的速度比為2:2,
根據(jù)r=mvqB知,帶電粒子第1次和第2次經(jīng)過兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比r1:r2=2:2.故B正確.
D、根據(jù)qvB=mv2R,知v=qBRm,則帶電粒子離開回旋加速器時(shí)獲得動(dòng)能為Ek=12mv2=B2q2R22m.故D正確.
故選:BD.

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵知道回旋加速器加速粒子的原理,知道帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的周期與交變電場的周期相同,以及掌握帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑公式和周期公式.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

3.關(guān)于質(zhì)點(diǎn),下列說法正確的是( �。�
A.體積很小的物體都可以看作質(zhì)點(diǎn)
B.研究花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員優(yōu)美的動(dòng)作時(shí),可以把運(yùn)動(dòng)員看作質(zhì)點(diǎn)
C.研究一列火車通過長江大橋所需的時(shí)間內(nèi),可以把火車看作質(zhì)點(diǎn)
D.物體的大小和形狀在所研究的問題中起的作用很小,可以忽略不計(jì)時(shí),我們就可以把物體看作質(zhì)點(diǎn)

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

4.在水平地面上一槍口O對著一豎直靶上的A點(diǎn)瞄準(zhǔn)并射出子彈,子彈恰好垂直射入靶中的B點(diǎn),且子彈射出靶后的速度是入射時(shí)速度的一半,并落在水平地面上的C點(diǎn),如圖所示.已知子彈的出射速度為v0,且槍口的傾角為θ,A點(diǎn)距水平地面的高度為H,重力加速度為g,忽略空氣阻力.求:
(1)B點(diǎn)距水平地面的高度h.
(2)O、C兩點(diǎn)間的距離L.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

15.1930年勞倫斯制成了世界上第一臺回旋加速器,其原理如圖所示,這臺加速器由兩個(gè)銅質(zhì)D形盒D1、D2構(gòu)成,其間留有空隙,下列說法正確的是( �。�
A.帶電粒子由加速器的重心附近進(jìn)入加速器
B.氘核21H和a粒子42He在磁場中偏轉(zhuǎn)的周期不同
C.若增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B交變電壓的頻率也相應(yīng)要增大才行
D.增大D形盒之間的電壓,粒子最終獲得的能量將增大

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

2.為測量某一玩具電動(dòng)機(jī)M中導(dǎo)線圈的電阻率,某小組的部分實(shí)驗(yàn)方案如下:

(1)用螺旋測微器測得導(dǎo)線圈同種規(guī)格導(dǎo)線直徑d如圖1所示,則d=0.900mm;
(2)用多用電表測量電動(dòng)機(jī)中導(dǎo)線圈的電阻R1;選擇“×1Ω”歐姆檔,并按正確步驟操作后,指針的位置如圖2所示(此過程電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)),則R1=15Ω.
(3)為提高精度,實(shí)驗(yàn)小組又用以下器材在此測量導(dǎo)線圈的電阻R1;
電流表A1(0~3A,約5Ω);            
電流表A2(0~30mA、約10Ω);
滑動(dòng)變阻器R1(1KΩ);    
滑動(dòng)變阻器R2(50Ω);
定值電阻R0=60Ω;   
電源(4V、約1Ω)及開關(guān)等,導(dǎo)線若干.
①、實(shí)驗(yàn)小組為使測量過程中電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)而采用了如圖3所示的電路圖,應(yīng)選擇的電流表是A2,滑動(dòng)變阻器是R2;(填寫序號)

②按照實(shí)驗(yàn)要求,多用表已選擇“直流電壓2.5V”當(dāng)作為電壓表使用,請依據(jù)圖3將圖4實(shí)驗(yàn)電路中的儀器連接完整.
③該測量方法測得的導(dǎo)線圈的電阻測量值RM與真實(shí)值RX的大小關(guān)系,RM<RX;產(chǎn)生此誤差的原因是電壓表的分流引起.
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

12.在測定金屬的電:阻率的實(shí)驗(yàn)中,待測金屬導(dǎo)線的長約0.8m,直徑小于lmm,電阻在5Ω左右.實(shí)驗(yàn)主要步驟如下:

(1)用米尺測量金屬導(dǎo)線的長度L;
(2)用螺旋測微器測量金屬導(dǎo)線直徑d如圖所示,則d=0.900mm;
(3)用伏安法測量該金屬導(dǎo)線的電阻.為了盡可能準(zhǔn)確地測量,要使待測電阻兩端電壓從零開始變化,電壓表用0~3V量程,電流表用0~0.6A量程,且采用外接法,請按照如圖2的實(shí)驗(yàn)電路圖,在實(shí)物圖(圖3)上用筆畫線當(dāng)導(dǎo)線連接成實(shí)驗(yàn)電路.
(4)根據(jù)測得的L、d、U、I,計(jì)算金屬電阻率的表達(dá)式為ρ=Uπbzpger624IL

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

19.端到速滑,是我國運(yùn)動(dòng)員的優(yōu)勢項(xiàng)目.比賽中,運(yùn)動(dòng)員通過彎道時(shí)如果不能很好地控制速度,將會發(fā)生側(cè)滑而離開賽道.用圓弧虛線Ob代表彎道,Oa表示運(yùn)動(dòng)員在O點(diǎn)的速度方向(如圖),將運(yùn)動(dòng)員視為質(zhì)點(diǎn),下列說法正確的是(  )
A.發(fā)生側(cè)滑是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)員受到的合力方向背離圓心
B.發(fā)生側(cè)滑是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)員受到的合力大于所需的向心力
C.若在O點(diǎn)發(fā)生側(cè)滑,則滑動(dòng)方向在Oa右側(cè)
D.若在O點(diǎn)發(fā)生側(cè)滑,則滑動(dòng)方向在Oa與Ob之間

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

16.滑塊以某一初速度從斜面底端沖上斜面做勻減速直線運(yùn)動(dòng),到達(dá)斜面頂端時(shí)的速度為零.已知滑塊通過斜面中點(diǎn)時(shí)的速度為v,則滑塊的初速度為( �。�
A.2+12vB.2+1)vC.2vD.12v

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

17.用圖甲所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量之間的關(guān)系,圖乙是其俯視圖.兩個(gè)相同的小車放在光滑水平板上,車左端各系一條細(xì)繩,繩跨過定滑輪個(gè)掛一個(gè)相同的小盤,盤中可放砝碼.兩個(gè)小車右端通過細(xì)線用夾子固定,打開夾子,小車在小盤和砝碼的牽引下運(yùn)動(dòng),合上夾了,兩小車同時(shí)停止.實(shí)驗(yàn)中可以通過在車中放砝碼改變小車的質(zhì)量.

(1)探究“加速度與質(zhì)量之間的關(guān)系”時(shí),應(yīng)在小盤中放質(zhì)量相同(選填“相同”或“不相同”)的砝碼;
(2)為使小車所受的拉力近似等于小盤和砝碼的總重力,應(yīng)使小盤和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于(選填“遠(yuǎn)大于”或“遠(yuǎn)小于”)小車的質(zhì)量;
(3)實(shí)驗(yàn)中,兩小車的加速度之比等于(選填“大于”、“等于”或“小于”)小車通過的位移之比.

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