【题目】图甲是回旋加速器的示意图,其核心部分是两个“D”形金属盒,在加速带电粒子时,两金属盒置于匀强磁场中,并分别与高频电源相连.带电粒子在磁场中运动的动能Ek随时间t的变化规律如图乙所示,若忽略带电粒子在电场中的加速时间,则下列说法中正确的是( )
A.在Ek﹣t图中应有t4﹣t3=t3﹣t2=t2﹣t1
B.高频电源的变化周期应该等于tn﹣tn﹣2
C.要使粒子获得的最大动能增大,可以增大电源电压
D.在磁感应强度B,“D”形盒半径、粒子的质量m及其电荷量q不变的情况下,粒子的加速次数越多,粒子的最大动能一定越大
【答案】A,B
【解析】解:A、粒子每次经过电场时均会加速,根据周期公式T= 知,粒子的回旋的周期不变,与粒子的速度无关,所以t4﹣t3=t3﹣t2=t2﹣t1.故A正确.
B、交流电源的周期必须和粒子在磁场中运动的周期一致,故电源的变化周期应该等于2(tn﹣tn﹣1)=tn﹣tn﹣2,故B正确;
C、根据半径公式r= 知,v=
,则粒子的最大动能Emax=
mv2=
,因此可知,最大动能与D形盒的半径以及磁感应强度有关.粒子的最大动能与加速的次数无关,与D形盒的半径以及磁感应强度有关.故增大电压不能增大最大动能,故CD错误;
故选:AB.
【考点精析】掌握带电微粒(计重力)在电场中的运动和洛伦兹力是解答本题的根本,需要知道带电颗粒:如液滴、油滴、尘埃、小球等,除有说明或明确的暗示以外,一般都不能忽略重力;由于带电粒子在匀强电场中所受电场力与重力都是恒力,因此可以用两种方法处理:①正交分解法;②等效“重力”法;洛伦兹力始终垂直于v的方向,所以洛伦兹力一定不做功.
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【题目】导轨式电磁炮是利用磁场对电流的作用力,把电能转变成机械能的发射装置.如图为一电磁炮模型,把两根长为S0=100m,互相平行的铜制轨道放在垂直于轨道平面的磁场中,磁感应强度B=2.0×10﹣5T;质量m=2.0g的弹体(包括金属杆PQ的质量)静止在轨道之间的宽L=2m的金属架上,通电后通过弹体的电流I=10A,弹体在运动过程中所受的阻力f恒为4.0×10﹣5N,求:
(1)弹体最终以多大的速度V离开轨道?
(2)求弹体在S=25m处安培力的瞬时功率P?
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【题目】如图所示,竖直放置的两个平行金属板间有匀强电场,在两板之间等高处有两个质量相同的带电小球,P小球从紧靠左极板处由静止开始释放,Q小球从两板正中央由静止开始释放,两小球最后都能打在右极板上的同一点.则从开始释放到打到右极板的过程中( )
A.它们的运动时间tP=tQ
B.它们的电荷量之比qP:qQ=1:1
C.它们的动能增加量之比△EkP:△EkQ=4:1
D.它们的电势能减少量之比△EP:△EQ=4:1
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【题目】带电粒子(不计重力)以初速度v0从a点进入匀强磁场,如图9所示,运动中经过b点,Oa=Ob.若撤去磁场,加一个与y轴平行的匀强电场,仍以v0从a点进入电场,粒子仍能通过b点,那么电场强度E与磁感应强度B之比 为( )
A.v0
B.1
C.2v0
D.
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【题目】如图所示为氢原子能级示意图,现有大量的氢原子处于n=4的激发态,当向低能级跃迁时辐射出若干种不同频率的光,下列说法正确的是( )
A.这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光
B.由n=4能级跃迁到n=1能级产生的光波长最短
C.由n=2能级跃迁到n=1能级产生的光频率最大
D.用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应
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【题目】目前在我国许多省市联网正式启动运行,
是电子不停车收费系统的简称.汽车分别通过
通道和人工收费通道的流程如图所示.假设汽车以
朝收费站正常沿直线行驶,如果过
通道,需要在收费站中心线前
处正好匀减速至
,匀速通过中心线后,再匀加速至
正常行驶;如果过人工收费通道,需要恰好在中心线处匀减速至零,经过
缴费成功后,再启动汽车匀加速至
正常行驶.设汽车加速和减速过程中的加速度大小均为
.求:
()汽车过
通道时,从开始减速到恢复正常行驶过程中的位移大小;
()汽车通过
通道比通过人工收费通道节约的时间是多少?
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【题目】一群氢原子处于量子数n=4能级状态,氢原子的能级的示意图如图所示,则:
几种金属的逸出功
金属 | 铯 | 钙 | 镁 | 钛 |
选出功W/eV | 1.9 | 2.7 | 3.7 | 4.1 |
(1)氢原子可能发射几种频率的光子?
(2)氢原子由量子数n=4的能级跃迁到n=2的能级时辐射光子的能量是多少电子伏?
(3)用(2)中的光子照射下表中几种金属,哪些金属能发生光电 效应?发生光电效应时,发射光电子的最大初动能是多大?
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【题目】在不同高度同时释放两个铅球(不计空气阻力),则在均未落地前两者( )
A. 在任一时刻具有相同的加速度、位移和速度
B. 落地的时间间隔取决于两铅球释放时的高度
C. 在第1s内、第2s内、第3s内位移之比都为1:4:9
D. 取其中一个铅球为参考系则另一铅球处于静止状态
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【题目】如图所示,a点距坐标原点的距离为L,坐标平面内有边界过a点和坐标原点0的圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直坐标平面向里.有一电子(质量为m、电荷量为e)从a点以初速度v0平行x轴正方向射入磁场区域,在磁场中运行,从x轴上的b点(图中未画出)射出磁场区域,此时速度方向与x轴的正方向之间的夹角为60°,求
(1)磁场的磁感应强度
(2)磁场区域的圆心O1的坐标
(3)电子在磁场中运动的时间.
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