【題目】回旋加速器的工作原理如圖所示:真空容器D形盒放在與盒面垂直的勻強磁場中,且磁感應(yīng)強度B保持不變。兩盒間狹縫間距很小,粒子從粒子源A處(D形盒圓心)進入加速電場(初速度近似為零).D形盒半徑為R,粒子質(zhì)量為m、電荷量為+q,加速器接電壓為U的高頻交流電源.若相對論效應(yīng)、粒子所受重力和帶電粒子穿過狹縫的時間均不考慮.下列論述正確的是

A.交流電源的頻率可以任意調(diào)節(jié)不受其他條件的限制

B.加速氘核()和氦核()兩次所接高頻電源的頻率不相同

C.加速氘核()和氦核()它們的最大速度相等

D.增大U,粒子在D型盒內(nèi)運動的總時間t 減少

【答案】CD

【解析】

A.根據(jù)回旋加速器的原理,每轉(zhuǎn)一周粒子被加速兩次,交流電完成一次周期性變化,粒子做圓周運動洛倫茲力提供向心力,由牛頓第二定律得

粒子做圓周運動的周期

交流電源的頻率

解得

可知交流電源的頻率不可以任意調(diào)節(jié),故A錯誤;

B.加速不同的粒子,交流電源的頻率

由于氘核()和氦核()的比荷相同,所以加速氘核()和氦核()兩次所接高頻電源的頻率相同,故B錯誤;

C.粒子加速后的最大軌道半徑等于D型盒的半徑,洛倫茲力提供向心力,由牛頓第二定律得

解得粒子的最大運行速度

由于氘核()和氦核()的比荷相同,所以加速氘核()和氦核()它們的最大速度相等,故C正確;

D.粒子完成一次圓周運動被電場加速2次,由動能定理得

經(jīng)過的周期個數(shù)為

最大動能為

粒子在D型盒磁場內(nèi)運動的時間

U越大,t越小,故D正確。

故選CD。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】已知引力常量G和下列各組數(shù)據(jù),能計算出地球質(zhì)量的是

A.地球繞太陽運行的周期T及地球離太陽的距離r

B.月球繞地球運行的周期T及月球離地球的距離r

C.人造地球衛(wèi)星在地面附近繞行的速度v及運行周期T

D.已知地球表面重力加速度g(不考慮地球自轉(zhuǎn))

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】有一質(zhì)量m=2kg的物體在水平面上沿直線運動,0時刻起受到與運動方向在一條直線上的力F作用,其F-t圖像如圖(a)所示,物體在第2s末至第4s末的速度時間關(guān)系圖像vt圖如圖(b)所示.

1)根據(jù)圖像計算第2s末到第4s末物體運動過程中的加速度大。

2)計算第2s末到第4s末的時間內(nèi)物體克服摩擦力所做的功;

3)已知兩圖像所取正方向一致,通過定量計算在圖(b)中完成0~6s內(nèi)的全部vt圖.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】相距d=0.1m水平放置的平行金屬板ab,且中央有孔,為其提供電壓的電路如圖所示,且已知電源的電動勢為E=24V,內(nèi)阻為r=5Ω,分壓電阻為R2=100Ω,現(xiàn)閉合電鍵S,當(dāng)電流達到穩(wěn)定后,將帶電荷量為q=1.0×107C、質(zhì)量為m=6.0×107kg的液滴從小孔正上方h=0.1m高處無初速滴下,為使液滴剛好不落在b板上,g10m/s2.求:

(1)R2兩端的電壓;

(2)滑動變阻器R1接入電路的有效阻值.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】驗證機械能守恒定律的實驗中,打點計時器所用電源頻率為50Hz,當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹禐?/span>9.80m/s2,測得所用重物的質(zhì)量為1.00kg。按實驗要求正確地選出紙帶進行測量,量得連續(xù)三點A、B、C到第一個點O的距離如圖所示(相鄰計數(shù)點時間間隔為0.02s),那么(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字):

(1)打點計時器打下計數(shù)點B時,重物的速度vB=____________

(2)在從起點O到打下計數(shù)點B的過程中重物重力勢能的減少量是Ep=___________,此過程中重物動能的增加量是Ek=____________;

(3)實驗的結(jié)論是________________。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,a是靜止在地球赤道地面上的一個物體,b是與赤道共面的地球衛(wèi)星,c是地球同步衛(wèi)星,對于a物體和b、c兩顆衛(wèi)星的運動情況,下列說法中正確的是(  )

A.a物體運動的線速度大于c衛(wèi)星運動的線速度

B.b衛(wèi)星運動受到的萬有引力一定大于c衛(wèi)星受到的萬有引力

C.a物體運動的周期大于b衛(wèi)星運動的周期

D.b衛(wèi)星減速后可進入c衛(wèi)星軌道

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩平行金屬板AB長為L=8 cm,兩板間距離d=8 cm,A板比B板電勢高,且兩板間電壓大小為U=300 V,一帶正電的粒子電荷量為q=1.0×1010 C、質(zhì)量為m=1.0×1020 kg,沿電場中心線RO垂直電場線飛入電場,初速度v0=2.0×106 m/s,粒子飛出電場后經(jīng)過界面MNPS間的無電場區(qū)域,然后進入固定在O點的點電荷Q形成的電場區(qū)域(設(shè)界面PS右側(cè)點電荷的電場分布不受界面的影響)。已知兩界面MN、PS相距為s1=12 cm,D是中心線RO與界面PS的交點,O點在中心線上,距離界面PSs2=9 cm,粒子穿過界面PS做勻速圓周運動,最后垂直打在放置于中心線上的熒光屏bc上。(靜電力常量k=9.0×109 N·m2/C2,粒子的重力不計)

(1)在圖上粗略畫出粒子的運動軌跡;

(2)求粒子穿過界面MN時偏離中心線RO的距離為多遠(yuǎn);到達PS界面時離D點為多遠(yuǎn);

(3)確定點電荷Q的電性并求其電荷量的大小。(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某物理興趣小組通過查閱相關(guān)資料知道:月球到地心的距離r=3.84×108m,地球半徑R=6.4×106m。在地球表面附近,質(zhì)量為m的物體下落的加速度為,如果萬有引力定律是普遍成立的,不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響(),應(yīng)該有,月球的加速度,(為月球質(zhì)量)所以,即。同時該物理興趣小組發(fā)現(xiàn):月球圍繞地球公轉(zhuǎn)的運動可以近似看做勻速圓周運動,月球公轉(zhuǎn)的周期T=28天,也可以根據(jù)勻速圓周運動的知識計算出月球的加速度,如果計算出的加速度近似等于,那么就說明萬有引力定律是普遍成立的,F(xiàn)在請你求出(其中M表示地球質(zhì)量,,計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在兩等量異種點電荷的電場中,MN為兩電荷連線的中垂線,ab、c三點所在直線平行于兩電荷的連線,,且ac關(guān)于MN對稱,b點位于MN上,d點位于兩電荷的連線上。以下判斷正確的是

A b點場強大于d點場強

B b點場強小于d點場強

C ab兩點的電勢差等于b、c兩點間的電勢差

D 試探電荷+qa點的電勢能小于在c點的電勢能

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