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【题目】(12分) 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电场,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,D形盒中央为质子流,D形盒的交流电压为U,静止质子经电场加速后,进入D形盒,其最大轨道半径为R,磁场的磁感应强度为B,质子质量为m.电荷量为q,求:

(1)交流电源的频率是多少.

(2)质子经回旋加速器最后得到的最大动能多大;

(3)质子在D型盒内运动的总时间t(狭缝宽度远小于R,质子在狭缝中运动时间不计)

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

试题(1)根据回旋加速器的原理,每转一周粒子被加速两次,交流电完成一次周期性变化,

粒子作圆周运动的周期 (2分)

所以,交流电源的频率得: (2分)

(2)质子加速后的最大轨道半径等于D型盒的半径,由洛伦兹力提供向心力

得粒子的最大运行速度; (2分)

质子获得的最大动能:,得 (2分)

(3)质子每个周期获得的动能为: (1分)

经过的周期个数为: (1分)

质子在D型盒内运动的总时间: (1分)

(1分)

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图是干湿泡湿度计示意图。温度计()的玻璃泡暴露在空气中,温度计()的玻璃泡外包着纱布,纱布的下端浸在水中。关于此湿度计,下列说法正确的是____

A. 甲的示数增大,则空气中水的饱和汽压增大

B. 乙的示数增大,则空气中水的饱和汽压增大

C. 甲示数一定时,若乙示数减小,则空气的相对湿度减小

D. 甲示数一定时,若乙示数减小,则空气中水蒸汽的压强增大

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【题目】如图所示,质量为10kg的环在F=200N的拉力作用下,沿固定在地面上的粗糙长直杆由静止开始运动,杆与水平地面的夹角θ=37°,拉力F与杆的夹角为θ。力F作用0.5s后撤去,环在杆上继续上滑了0.4s后速度减为零。(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)求:

1)环与杆之间的动摩擦因数μ

2)环沿杆向上运动的总距离s

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【题目】如图所示,斜面体C放置在粗糙水平面上,质量分别为m1m2的两物块AB用细绳连接跨过定滑轮分别放置在C两侧的斜面上,斜面倾角分别是αβ,释放AB后斜面均保持静止状态,下列说法正确的有(  )

A. 若斜面光滑,m1sinαm2sinβ,则地面与斜体C间摩擦力为零

B. 若斜面光滑,m1sinαm2sinβ,则地面对斜面体C的摩擦力水平向左

C. 若斜面粗糙,m1≥m2αβ,则地面对斜面体C的摩擦力一定水平向右

D. 若静止释放后A向下滑动,则地面对斜面体C的支持力一定小于ABC三者的总重力

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【题目】如图所示,水平地面附近,小球B以初速度v斜向上瞄准另一小球A射出,恰巧在B球射出的同时,A球由静止开始下落,不计空气阻力.则两球在空中运动的过程中(  )

A. A做匀变速直线运动,B做变加速曲线运动

B. 相同时间内B速度变化一定比A的速度变化大

C. 两球的动能都随离地竖直高度均匀变化

D. AB两球一定会相碰

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【题目】如图所示,正方形abcd区域内分布着垂直纸面向里的匀强磁场,O点是cd边的中点。一个带正电的粒子仅在磁场力的作用下,从O点沿纸面以垂直于cd边的速度射入磁场,经过时间t0刚好从c点射出磁场。现让该粒子从O点沿纸面以与Od30o角的方向,分别以大小不同的速率射入磁场,则关于该粒子在磁场中运动的时间t和离开正方形区域位置,下列分析正确的是(  )

A. ,则它一定从dc边射出磁场

B. ,则它一定从cb边射出磁场

C. ,则它一定从ba边射出磁场

D. ,则它一定从da边射出磁场

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【题目】某物理学习小组设计了如图所示的实验电路准备测量未知电阻Rx的值。图中G是指针在中央(零刻线在中央)的灵敏电流计(已知电流从左侧接线柱流入指针向左偏),R是已知阻值的定值电阻,AB是一根粗细均匀的长直电阻丝,从刻度尺测得AB长度为LD是与电阻丝接触良好的滑动触头。回答下列问题:

1)同学在某一次将D调节到如图位置时发现电流计指针向右偏,则他应该把D________(填左或右)移动适当距离,直到____________为止。

2)他还需要测量的物理量有______________(用字母符号表示),未知电阻的计算表达式为Rx=________(用题目中给出和你设的字符表示)

3)关于本次实验系统误差的分析为:测量值________电阻真实值(填“>”“<”“=”)。

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【题目】质量为M1kg的木板静止在粗糙水平面上,木板与地面间的动摩擦因数为μ1,在木板的左端放置一个质量为m1kg、大小可忽略的铁块.铁块与木板间的动摩擦因数为μ2,取g10m/s2.若在铁块右端施加一个从0开始增大的水平向右的力F,假设木板足够长,铁块受木板摩擦力Ff随拉力F的变化如图所示.则两个动摩擦因数的数值为(  )

A. μ10.1 μ20.4 B. μ10.1 μ20.2

C. μ10.2 μ20.4 D. μ10.4 μ20.4

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【题目】地面附近空间中存在着水平方向的匀强电场和匀强磁场,已知磁场方向垂直于纸面向里.一个带电油滴沿着一条与竖直方向成α角的直线MN运动.由此可以判断

A. 如果油滴带正电,它是从M点运动到N

B. 如果油滴带正电,它是从N点运动到M

C. 如果水平电场方向向右,油滴是从M点运动到N

D. 如果水平电场方向向右,油滴是从N点运动到M

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