【題目】回旋加速器在科學(xué)研究中得到了廣泛應(yīng)用,其原理圖如圖所示.D1D2是兩個中空的半圓形金屬盒,置于與盒面垂直的勻強(qiáng)磁場中,它們接在電壓為U、周期為T的交流電源上,位于D1的圓心處的質(zhì)子源A能不斷產(chǎn)生質(zhì)子(初速度可以忽略),它們在兩盒之間被電場加速.當(dāng)質(zhì)子被加速到最大動能Ek后,再將它們引出.忽略質(zhì)子在電場中的運(yùn)動時間,則下列說法中正確的是( )

A.若只增大交變電壓U,則質(zhì)子的最大動能Ek會變大

B.若只增大交變電壓U,則質(zhì)子在回旋加速器中運(yùn)行的時間會變短

C.若只將交變電壓的周期變?yōu)?/span>2T,仍可用此裝置加速質(zhì)子

D.質(zhì)子第n次被加速前、后的軌道半徑之比為

【答案】BD

【解析】

A.根據(jù)

則最大動能

與加速電壓無關(guān),故A錯誤;

B.若只增大交變電壓U,則質(zhì)子在回旋加速器中加速次數(shù)會減小,導(dǎo)致運(yùn)行時間變短,故B正確;

C.若只將交變電壓的周期變?yōu)?/span>2T,而質(zhì)子在磁場中運(yùn)動的周期不變,則兩周期不同,所以不能始終處于加速狀態(tài),故C錯誤;

D.根據(jù)洛倫茲力提供向心力做勻速圓周運(yùn)動,則有半徑公式

所以質(zhì)子第n次被加速前后的軌道半徑之比為

B正確。

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】如圖所示,電源電動勢E=50V,內(nèi)阻r=1Ω, R1=3Ω,R2=6Ω.間距d=0.2m的兩平行金屬板M、N水平放置,閉合開關(guān)S,板間電場視為勻強(qiáng)電場.板間豎直放置一根長也為d的光滑絕緣細(xì)桿AB,有一個穿過細(xì)桿的帶電小球p,質(zhì)量為m=0.01kg、帶電量大小為q=1×10-3C(可視為點(diǎn)電荷,不影響電場的分布).現(xiàn)調(diào)節(jié)滑動變阻器R,使小球恰能靜止在A處;然后再閉合K,待電場重新穩(wěn)定后釋放小球p.取重力加速度g=10m/s2.求:

1)小球的電性質(zhì)和恰能靜止時兩極板間的電壓;

2)小球恰能靜止時滑動變阻器接入電路的阻值;

3)小球p到達(dá)桿的中點(diǎn)O時的速度.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,光滑弧形坡道頂端距水平面高度為h,底端切線水平且與一水平粗糙滑道相連接,O點(diǎn)為連接處,一輕彈簧的一端固定在水平滑道左側(cè)的固定擋板M上,彈簧自然伸長時另一端NO點(diǎn)的距離為s.質(zhì)量為m的小物塊A從坡道頂端由靜止開始滑下,進(jìn)入水平滑道并壓縮彈簧,已知彈簧的最大壓縮量為d,物塊與水平滑道間的動摩擦因數(shù)為,重力加速度為g,求:

物塊剛與彈簧接觸時速度的大小;

彈簧的最大彈性勢能;

若物塊能夠被重新彈回到坡道上,求它在坡道上能夠上升的最大高度H

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在建筑工地上有時需要將一些建筑材料由高處運(yùn)送到低處,為此工人們設(shè)計(jì)了一種如圖所示的斜面滑道,斜面長L=2.0m,其與水平面的夾角θ=37。現(xiàn)有一些建筑材料從斜面的頂端由靜止開始下滑,其與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=0.25。已知sin37=0.60,cos37=0.80,建筑材料可視為質(zhì)點(diǎn),空氣阻力可忽略不計(jì),取重力加速度g=10m/s2。

1)求建筑材料沿斜面下滑的加速度大小a;

2)求建筑材料滑到斜面底端時的速度大小v;

3)若建筑材料的質(zhì)量m=20kg

①求其滑到斜面底端時重力做功的功率P1

②求其下滑的整個過程中重力做功的功率P2;

4)若想使建筑材料滑到斜面底端的速度減小一些,試分析說明可采取哪些措施?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,一輕質(zhì)彈簧左端固定在墻壁上,右端與置于水平面上的質(zhì)量為m的小滑塊相連。在以下的討論中小滑塊可視為質(zhì)點(diǎn),彈簧始終在彈性限度內(nèi),取彈簧原長時彈性勢能為0,且空氣阻力可忽略不計(jì)。

1)若水平面光滑,以彈簧原長時小滑塊的位置O為坐標(biāo)原點(diǎn),建立水平向右的坐標(biāo)軸Ox,如圖甲所示。

①已知彈簧的勁度系數(shù)為k,請寫出彈簧彈力F與小滑塊所在位置坐標(biāo)x的關(guān)系式,并借助F-x 圖像確定出將小滑塊由O點(diǎn)緩慢拉到位置坐標(biāo)x的過程中,彈簧彈力所做的功。

②小滑塊在某輕質(zhì)彈簧的作用下,沿光滑水平面在O點(diǎn)附近做往復(fù)運(yùn)動,若從小物塊向右運(yùn)動通過O點(diǎn)時開始計(jì)時,請?jiān)趫D乙中定性畫出小物塊所受彈力F隨時間t變化的關(guān)系圖像;

若測得該彈簧的彈性勢能Ep與其位置坐標(biāo)x的關(guān)系曲線如圖丙所示,其中Ep0x0皆為已知量,請根據(jù)圖丙中Ep-x圖像提供的信息求解本題中彈簧的勁度系數(shù)k′。

2)若水平面不光滑,小滑塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ。如圖丁所示,彈簧的勁度系數(shù)為k,O為彈簧原長位置,以距O點(diǎn)右側(cè) O′為坐標(biāo)原點(diǎn),向右為正方向建立坐標(biāo)軸O′x′。將小滑塊沿水平面向右拉到O′右側(cè)的P點(diǎn),由靜止釋放小滑塊,小滑塊可以在水平面上往復(fù)運(yùn)動并最終停下。已知重力加速度為g,并可認(rèn)為滑動摩擦力與最大靜摩擦力大小相等。

①證明小滑塊被釋放后第一次向左的運(yùn)動的過程中,其受力特點(diǎn)符合以O為平衡位置的簡諧運(yùn)動的受力條件。并分析如果小滑塊在O點(diǎn)最左方停不住,則OP點(diǎn)距離應(yīng)滿足什么條件;

若小滑塊被釋放后能第2次經(jīng)過O點(diǎn)而不能第3次經(jīng)過O點(diǎn),試分析說明O′P點(diǎn)距離又應(yīng)滿足什么條件。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】人類對未知事物的好奇和科學(xué)家們的不懈努力,使人類對宇宙的認(rèn)識越來越豐富。

(1)開普勒堅(jiān)信哥白尼的“日心說”,在研究了導(dǎo)師第谷在20余年中堅(jiān)持對天體進(jìn)行系統(tǒng)觀測得到的大量精確資料后,提出了開普勒三定律,為人們解決行星運(yùn)動問題提供了依據(jù),也為牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律提供了基礎(chǔ)。

開普勒認(rèn)為:所有行星圍繞太陽運(yùn)動的軌道都是橢圓,太陽處在所有橢圓的一個焦點(diǎn)上。行星軌道半長軸的三次方與其公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值是一個常量。實(shí)際上行星的軌道與圓十分接近,在中學(xué)階段的研究中我們按圓軌道處理。請你以地球繞太陽公轉(zhuǎn)為例,根據(jù)萬有引力定律和牛頓運(yùn)動定律推導(dǎo)出此常量的表達(dá)式。

(2)天文觀測發(fā)現(xiàn),在銀河系中,由兩顆相距較近、僅在彼此間引力作用下運(yùn)行的恒星組成的雙星系統(tǒng)很普遍。已知某雙星系統(tǒng)中兩顆恒星圍繞它們連線上的某一點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動,周期為T,兩顆恒星之間的距離為d,引力常量為G。求此雙星系統(tǒng)的總質(zhì)量。

(3)北京時間201941021時,由全球200多位科學(xué)家合作得到的人類首張黑洞照片面世,引起眾多天文愛好者的興趣。

同學(xué)們在查閱相關(guān)資料后知道:①黑洞具有非常強(qiáng)的引力,即使以3×108m/s的速度傳播的光也不能從它的表面逃逸出去。②地球的逃逸速度是第一宇宙速度的倍,這個關(guān)系對于其他天體也是正確的。③地球質(zhì)量me =6.0×1024kg,引力常量G= 6.67×10-11N m 2/ kg 2。

請你根據(jù)以上信息,利用高中學(xué)過的知識,通過計(jì)算求出:假如地球變?yōu)楹诙,在質(zhì)量不變的情況下,地球半徑的最大值(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)。(注意:解題過程中需要用到、但題目沒有給出的物理量,要在解題時做必要的說明)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在水平面上,間距為L,一端連接阻值為R的電阻。導(dǎo)軌所在空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 。電阻為r的導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上,其長度恰好等于導(dǎo)軌間距,與導(dǎo)軌接觸良好。導(dǎo)軌的電阻可忽略不計(jì)。在平行于導(dǎo)軌的恒力F作用下,導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動,速度大小為v

(1)求導(dǎo)體棒兩端的電壓;

(2)通過公式推導(dǎo)驗(yàn)證:在時間內(nèi),恒力F所做的功W等于電路獲得的電能,也等于電路中產(chǎn)生的焦耳熱Q;

(3)從微觀角度看,導(dǎo)體棒MN中的自由電荷會同時參與沿導(dǎo)體棒方向和垂直導(dǎo)體棒方向的兩個分運(yùn)動,由此會受到兩個相應(yīng)的洛倫茲力,請你通過計(jì)算證明:導(dǎo)體棒中一個自由電荷所受的洛倫茲力做的總功為零。(為了方便,可認(rèn)為導(dǎo)體棒中的自由電荷為正電荷。)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】1966年科研人員曾在地球的上空完成了以牛頓第二定律為基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)時,用雙子星號宇宙飛船去接觸正在軌道上運(yùn)行的火箭組(可視為質(zhì)點(diǎn)),接觸后,開動飛船尾部的推進(jìn)器,使飛船和火箭組共同加速,如圖所示.推進(jìn)器的平均推力為F,開動時間Δt,測出飛船和火箭的速度變化是Δv,下列說法正確的是

A.火箭組的質(zhì)量應(yīng)為

B.宇宙飛船的質(zhì)量應(yīng)為

C.推力F越大,就越大,且F成正比

D.推力F通過飛船傳遞給火箭,所以飛船對火箭的彈力大小應(yīng)為F

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,半圓形豎直光滑軌道bc固定在水平地面上,軌道半徑R0.6m,與水平粗糙地面ab相切,質(zhì)量m20.2kg的物塊B靜止在水平地面上b點(diǎn),另一質(zhì)量m10.6kg物塊Aa點(diǎn)以v010m/s的初速度沿地面滑向物塊B,與物塊B發(fā)生碰撞(碰撞時間極短),碰后兩物塊粘在一起,之后沖上半圓軌道,到最高點(diǎn)c時,兩物塊對軌道的壓力恰好等于兩物塊的重力.已知ab兩點(diǎn)間距L3.6m,AB均可視為質(zhì)點(diǎn),空氣阻力不計(jì),g10m/s2.求:

1)物塊AB剛碰后一起運(yùn)動的速度v;

2)物塊A和地面間的動摩擦因數(shù)μ

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案