练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    17．劳伦斯和利文斯设计的回旋加速器工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f，加速电压为U．若A处粒子源产生的氢原子核质量为m、电荷量为+q，在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响，则下列说法正确的是（　　）
    A．氢原子核被加速后的最大速度不可能超过2πRf
    B．氢原子核离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U成正比
    C．氢原子核离开回旋加速器时的最大动能与交流电周期T成正比
    D．氢原子核第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为$1：\sqrt{2}$

    分析 回旋加速器运用电场加速磁场偏转来加速粒子，根据洛伦兹力提供向心力可以求出粒子的最大速度，从而求出最大动能．在加速粒子的过程中，电场的变化周期与粒子在磁场中运动的周期相等．

    解答 解：A、质子出回旋加速器的速度最大，此时的半径为R，则v=$\frac{2πR}{T}$=2πRf．所以最大速度不超过2πfR．故A正确．
    B、根据qvB=m$\frac{{v}^{2}}{R}$，知v=$\frac{qBR}{m}$，则最大动能EKm=$\frac{1}{2}$mv2=$\frac{{q}^{2}{B}^{2}{R}^{2}}{2m}$．与加速的电压无关．故B错误．
    C、根据qvB=m$\frac{{v}^{2}}{R}$，知v=$\frac{qBR}{m}$，则最大动能EKm=$\frac{1}{2}$mv2=$\frac{{q}^{2}{B}^{2}{R}^{2}}{2m}$．与周期无关．故C错误．
    D、粒子在加速电场中做匀加速运动，在磁场中做匀速圆周运动，根据v=$\sqrt{2ax}$ 知，质子第2次和第1次经过D形盒狭缝的速度比为$\sqrt{2}$：1，根据r=$\frac{mv}{qB}$，则半径比为$\sqrt{2}$：1．故D错误．
    故选：A．

    点评 解决本题的关键知道回旋加速器电场和磁场的作用，知道最大动能与什么因素有关，以及知道粒子在磁场中运动的周期与电场的变化的周期相等．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    7．如图所示，将原来不带电的绝缘导体AB，置于带正电的点电荷C所形成的电场中，则有（　　）
    A．绝缘导体上A、B两点的电势相等，且都高于大地的电势
    B．绝缘导体上的感应电荷在导体内部一点D产生的场强大于点电荷C在D点产生场强的大小
    C．有电场线终止在绝缘导体的表面上，且与导体表面垂直
    D．用手接触A后，放开手和移除C，导体带正点

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    8．如图所示，绷紧的传送带在电动机带动下，始终保持v0=4m/s的速度匀速运行，传送带与水平地面的夹角θ=30°，现把一质量m=10kg的工件轻轻地放在传送带底端，由传送带送至h=2m的高处．已知工件与传送带间动摩擦因数μ=$\frac{{\sqrt{3}}}{2}$，g取10m/s2．
    （1）试通过计算分析工件在传送带上做怎样的运动？
    （2）工件从传送带底端运动至高h=2m处的过程中摩擦力对工件做了多少功？
    （3）在运送工件过程中，电动机多消耗的电能．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    5．三个形状相同但材料不同的物体A、B、C叠放存水平地面上，质量均为m=1kg，A与竖直墙壁通过水平轻绳相连，绳处于伸直状态．已知C和地面问的动摩擦因数μ1=0.2，B、C间的动摩擦因数μ2=0.3．现用一水平向右的力F拉着C匀速向右运动，发现A、B均不动．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g=10N/kg，求：
    （1）C被拉出过程中绳子拉力T的大小
    （2）C被拉出过程中拉力F的大小
    （3）A、B间的动摩擦因数的最小值μ3．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    12．如图所示，一质量为m，带电量为q的粒子，以初速度v0，从A点竖直向上射入真空中的沿水平方向的匀强电场中，粒子通过电场中B点时的速率为2v0，方向与电场的方向一致，求A、B两点的电势差大小．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    2．宋代诗人陈与义乘着小船在风和日丽的春日出游曾写下了一首诗，其中的两旬是“卧看漫天云不动，不知云与我俱东”，表达了他对运动相对性的理解．诗中这两句涉及的参考系分别是（　　）
    A．岸和船B．船和岸C．都是岸D．都是船

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    9．光滑n形导轨，竖直放置在垂直于纸面向里的匀强磁场中，已知导轨宽L=0.5m，磁感应强度B=0.2T．有质量为0.01kg，阻值为0.5Ω的导体棒AB紧挨导轨，沿着导轨由静止开始下落，如图所示，设串联在导轨中的电阻R阻值为2Ω，其他部分的电阻及接触电阻均不计．问：
    （1）导体棒AB在下落过程中，产生的感应电流的方向和AB棒受到的磁场力的方向．
    （2）当导体棒AB的速度为5m/s时，其感应电动势和感应电流的大小各是多少？
    （3）导体棒AB运动的最大速度为多少？（设导轨足够长，取g=10m/s2）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    6．在电场中的某点P放入电量q=3.2×10-8C的试探电荷时，所受电场力F=8.0×10-6N，则（　　）
    A．在P点改放电量q=-3.2×10-8C库的电荷时，该点的电场强度与原来反向，为-250V/m
    B．在P点不放电荷时，该点的电场强度为零
    C．在P点改放电量q=0的质点时，该点的电场强度为250V/m
    D．在P点改放电量q=1.6×10-8C的电荷时，该点的电场强度为500 V/m

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    7．下面是某同学设想的人造卫星轨道（卫星发动机关闭），其中可能的是（　　）
    A．B．C．D．

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案