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【题目】如图所示,回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的装置,其核心部分是两个D型金属盒,置于匀强磁场中,两盒分别与高频电源相连.下列说法正确的有(

A. 高频电源频率随粒子速度的增大而增大

B. 粒子被加速后的最大速度随磁感应强度和D型盒的半径的增大而增大

C. 粒子被加速后的最大动能随高频电源的加速电压的增大而增大

D. 粒子从磁场中获得能量

【答案】B

【解析】

明确回旋加速器基本原理,明确当带电粒子从回旋加速器最后出来时速度最大,根据qvB=m求出最大速度,再根据EKm=mv2求出最大动能,可知与什么因素有关.

高频电源的频率与粒子在磁场中的转动周期相同,根据粒子在磁场中的周期公式以及T=1/f可知,高频电源频率由粒子的质量、电量和磁感应强度决定,与速度无关,故A错误;根据qvB=m得,最大速度,则最大动能EKm=mv2=.知最大动能和金属盒的半径以及磁感应强度有关,由公式可知,最大速度随磁感应强度和D型盒的半径的增大而增大,与加速电压无关,故B正确,C错误;粒子在磁场中受到洛伦兹力,其对粒子不做功,不能获得能量,能量来自电场力做功,故D错误;故选B

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】某同学利用如图甲所示装置探究弹簧弹力大小与其长度的关系的实验。

(1)某次在弹簧下端挂上钩码后,弹簧下端处的指针在刻度尺上的指示情况如图乙所示,此时刻度尺的读数x=___________

(2)根据实验数据在图丙的坐标纸上已描出了多次测量的弹簧所受弹力大小F跟弹簧长度x之间的函数关系点,请作出F-x图线___________

(3)根据所作出的图线,可得该弹簧的劲度系数k=___________N/m(保留两位有效数字)

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【题目】某探究小组想利用验证机械能守恒定律的装置测量当地的重力加速度,如图甲所示.框架上装有可上下移动位置的光电门1和固定不动的光电门2;框架竖直部分紧贴一刻度尺,零刻度线在上端,可以测量出两个光电门到零刻度线的距离x1x2;框架水平部分用电磁铁吸住一个质量为m的小铁块,小铁块的重心所在高度恰好与刻度尺零刻度线对齐.切断电磁铁线圈中的电流时,小铁块由静止释放,当小铁块先后经过两个光电门时,与光电门连接的传感器即可测算出其速度大小v1v2 .小组成员多次改变光电门1的位置,得到多组x1v1的数据,建立如图乙所示的坐标系并描点连线,得出图线的斜率为k

1)当地的重力加速度为________(用k表示).

2)若选择光电门2所在高度为零势能面,则小铁块经过光电门1时的机械能表达式为 __________ (用题中物理量的字母表示).

3)关于光电门1的位置,下面哪个做法可以减小重力加速度的测量误差( )

A.尽量靠近刻度尺零刻度线

B.尽量靠近光电门2

C.既不能太靠近刻度尺零刻度线,也不能太靠近光电门2

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【题目】如图所示,两根足够长的直金属导轨MNPQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距为LMP两点间接有电阻值为R的电阻,一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直.整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下.导轨和金属杆的电阻可忽略.让ab杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦.求:

1)在加速下滑过程中,当ab杆的速度大小为v时杆中的电流及杆的加速度大小;

2)在下滑过程中,ab杆可以达到的速度最大值.

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【题目】如图所示,由某种透明物质制成的直角三棱镜ABC,A=30°,AB长为2 m,且在AB外表面镀有水银。一束与BC面成45°角的光线从BC边的中点D射入棱镜。已知棱镜对该光的折射率n=。.求光线从AC面射出校镜的位置和在该位置对应的折射角。

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【题目】如图所示的实验装置可以用来验证机械能守恒定律。半径为R的圆弧形轨道固定在水平桌面上,末端水平。将小球从轨道上P点由静止释放,小球离开轨道末端Q点后水平抛出。测得小球落地点MQ的水平距离为LQ到地面的距离为hOP与竖直方向的夹角为θ,重力加速度为g

(1)若小球从Q点抛出的初速度v=___________,则表明小球在QM段机械能守恒。

(2)LhRθ之间满足L2=___________,则可表明小球运动过程中机械能守恒。

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【题目】如图所示,在足够长的倾角为30°的光滑斜面上,甲、乙两个小滑块同时以一定的初速度沿斜面向上运动。开始运动时两个滑块所在的位置AB相距s=0.5m,滑块乙的初速度大小v=1m/s,滑块乙的质量是滑块甲的质量的,重力加速度g10m/s2

(1)如果当滑块乙向上运动的速度等于零时两滑块刚好发生碰撞,求滑块甲的初速度大小v

(2)如果当滑块乙返回到B位置时两滑块刚好发生碰撞,且碰撞后滑块甲的速度大小0.1m/s,方向沿斜面向上,求碰撞后滑块乙再次回到B位置所需的时间。

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【题目】如图所示,以O为圆心、半径为R的虚线圆位于足够大的匀强电场中,圆所在平面与电场方向平行,MN为圆周上的两点.带正电粒子只在电场力作用下运动,在M点速度方向如图所示,经过MN两点时速度大小相等.已知M点电势高于O点电势,且电势差为U,下列说法正确的是(  )

A. M,N两点电势相等

B. 粒子由M点运动到N点,电势能先增大后减小

C. 该匀强电场的电场强度大小为

D. 粒子在电场中可能从M点沿圆弧运动到N

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【题目】足够长的光滑细杆竖直固定在地面上,轻弹簧及小球AB均套在细杆上,弹簧下端固定在地面上,上端和质量为m1=50g的小球A相连,质量为m2=30g的小球B放置在小球A上,此时AB均处于静止状态,弹簧的压缩量x0=0.16m,如图所示。从t=0时开始,对小球B施加竖直向上的外力,使小球B始终沿杆向上做匀加速直线运动。经过一段时间后AB两球分离;再经过同样长的时间,B球距其出发点的距离恰好也为x0。弹簧的形变始终在弹性限度内,重力加速度取g=10m/s2。求:

(1)弹簧的劲度系数k

(2)整个过程中小球B加速度a的大小及外力F的最大值。

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