16.回旋加速器是加速帶電粒子的裝置,其核心部分是分別與高頻交流電極相連接的兩個D形金屬盒,兩盒間的狹縫中形成周期性變化的電場,使粒子在通過狹縫時都能得到加速,兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強磁場中,如圖所示,則下列說法正確的是( 。
A.要增大帶電粒子射出時的動能,需增大電場的加速電壓
B.粒子是從電場中獲得能量的
C.粒子在磁場中的轉(zhuǎn)速越來越大
D.只要磁感應強度及D形金屬盒半徑趨于無限大,粒子獲得的能量就可以無限大

分析 回旋加速器利用電場加速和磁場偏轉(zhuǎn)來加速粒子,根據(jù)洛倫茲力提供向心力求出粒子射出時的速度,從而得出動能的表達式,看動能與什么因素有關

解答 解:A、解:A、由qvB=m$\frac{{v}^{2}}{R}$,解得v=$\frac{qBR}{m}$.
則動能EK=$\frac{1}{2}$mv2=$\frac{{q}^{2}{B}^{2}{R}^{2}}{2m}$,與加速電壓無關,故A錯誤;
B、粒子在回旋加速器中,在電場中加速,在磁場中偏轉(zhuǎn),粒子是從電場中獲得能量的,故B正確;
C、回旋加速器在磁場中的轉(zhuǎn)動周期T=$\frac{2πR}{v}=\frac{2πm}{qB}$,轉(zhuǎn)速n=$\frac{1}{T}=\frac{qB}{2πm}$,為定值,故C錯誤;
D、則據(jù)動能EK=$\frac{1}{2}$mv2=$\frac{{q}^{2}{B}^{2}{R}^{2}}{2m}$可知,磁感應強度及D形金屬盒半徑,粒子動能增大,由于粒子速度不可能超過光速,故不可能無限大,故D錯誤
故選:B

點評 解決本題的關鍵知道回旋加速器電場和磁場的作用,知道粒子的最大動能與加速的電壓無關,與磁感應強度大小和D形盒的半徑有關.

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

6.某實驗小組采用如圖1所示的裝置做“探究做功和物體動能變化的關系”實驗,圖中桌面水平,小車可放置砝碼,實驗中小車碰到制動裝置時鉤碼尚未到達地面.

(1)實驗的部分步驟如下:
a.在小車上放入砝碼,把紙帶穿過打點計時器,連在小車后端,用細繩連接小車和鉤碼:
b.將小車停在打點計時器附近,接通電源,釋放小車小車拖動紙帶,打點計時器在紙帶上打下一列點,斷開開關;
c.改變鉤碼或小車中砝碼的數(shù)量,更換紙帶,重復第二步的操作.
(2)如圖2所示是某實驗中得到的一條紙帶,其中A、B、C、D、E、F是計數(shù)點,相鄰計算點間的時間間隔為T,則打C點時小車的速度為$\frac{△{x}_{2}+△{x}_{3}}{2T}$要驗證合外力做的功與動能變化的關系,除鉤碼和砝碼的質(zhì)量、位移、速度外,還要測出的物理量有:小車的質(zhì)量;
(3)某同學用鉤碼的重力表示小車受到的合外力,為了減少這種做法帶來的實驗誤差,你認為在實驗中還應該采取的兩項措施是:a平衡摩擦力b重物的重力遠小于小車的總重力;
(4)實驗小組根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出了圖3中的圖線(其中△v2=v2-v02),根據(jù)圖線可獲得的結(jié)論是小車初末速度的平方差與位移成正比(或合外力做功等于物體動能的變化)..

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

7.一質(zhì)量為m的木塊靜止在光滑的水平面上.從t=0開始,將一個大小為F的水平恒力作用在該木塊上,下列說法正確的是( 。
A.木塊在經(jīng)歷時間t1的過程中,水平恒力F做的功為$\frac{{{F^2}t_1^2}}{2m}$
B.木塊在經(jīng)歷時間t1,在t1時刻力F的瞬時功率為$\frac{{{F^2}t_1^2}}{2m}$
C.木塊在經(jīng)歷時間t1,在t1時刻力F的瞬時功率為$\frac{{{F^2}{t_1}}}{m}$
D.木塊在經(jīng)歷時間t1的過程中,水平恒力F做功的平均功率為$\frac{{{F^2}t_1^2}}{m}$

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

4.某研究性學習小組的同學們做了以下兩個關于彈簧的實驗.
(1)在做探究彈簧彈力的大小與其伸長量的關系實驗中,設計了如圖1所示的實驗裝置.在彈簧兩端各系一輕細的繩套,利用一個繩套將彈簧懸掛在鐵架臺上,另一端的繩套用來懸掛鉤碼.同學們先測出不掛鉤碼時彈簧的長度,再將鉤碼逐個掛在彈簧的下端,每次都測出相應的彈簧總長度L,再算出彈簧伸長的長度x,并將數(shù)據(jù)填在下面的表格中.(實驗過程中,彈簧始終在彈性限度內(nèi))

測量次序123456
懸掛鉤碼所受重力G/N01.02.03.04.05.0
彈簧彈力大小F/N0.01.02.03.04.05.0
彈簧的總長度L/cm6.07.910.112.014.215.9
彈簧伸長的長度x/cm0.01.94.16.08.29.9
①請把6次測量的數(shù)據(jù)對應點在如圖2所示的坐標紙上描繪出來,并作出F-x圖線.
②根據(jù)上述的實驗過程,并對實驗數(shù)據(jù)進行分析可知,下列說法中正確的是ABD.(選填選項前的字母)
A.彈簧彈力大小的變化量與彈簧長度的變化量成正比
B.該彈簧的勁度系數(shù)約為50N/m
C.若考慮到彈簧所受的重力,則此實驗中彈簧勁度系數(shù)的測量值將比實際值偏大
D.在不掛鉤碼的情況下測量彈簧的長度時,需使彈簧在豎直方向上自然下垂的狀態(tài)下測量
(2)研究性學習小組的同學將該彈簧放置在一個高度為h的水平桌面上,將其左端固定,右端與質(zhì)量為m的小鋼球接觸.當彈簧處于自然長度時,小鋼球恰好在桌子邊緣,如圖3所示.將鋼球向左壓縮彈簧一段距離x后由靜止釋放,鋼球?qū)⒀厮椒较蝻w出桌面,鋼球在空中飛行一段距離后落到水平地面上,測得其水平飛行距離為s.該小組的同學想用這個裝置探究彈簧將鋼球彈出的過程中,彈簧彈力對鋼球所做的功與此過程中鋼球動能增量之間的關系.
①根據(jù)第(1)問的F-x圖象,彈簧壓縮量為4.00cm時,釋放彈簧后,彈簧彈力對小球所做的功為0.04 J.(彈簧處于彈性限度內(nèi))
②同學們發(fā)現(xiàn),當壓縮彈簧的距離x不同時,鋼球落地時的水平距離s也會不同.可以根據(jù)第(1)問中畫出的F-x圖象求出彈簧彈力對鋼球所做的功,然后研究彈簧彈力對鋼球所做的功W與此過程中鋼球動能增量△Ek之間的關系.根據(jù)這樣的思路同學們預測了幾種不同的s-x關系圖象,下列說法中正確的是C 
A.s-x關系圖象一定是一條過原點的直線,鋼球的質(zhì)量越大圖線的斜率越大
B.s-x關系圖象是一條不過坐標原點的直線
C.s-x關系圖象一定是一條過原點的直線,彈簧的勁度系數(shù)越大圖線的斜率越大
③在第(1)問的實驗中是在彈簧處于豎直狀態(tài)下測得彈簧的勁度系數(shù)k,而在第(2)問中彈簧是處于水平狀態(tài)下使用,若彈簧的質(zhì)量不可忽略,則在第(2)問彈簧處于水平狀態(tài)下使用時的勁度系數(shù)k′將大于 k(選填“大于”或“小于”).若用第(1)問中測得的k進行計算,則彈簧彈力對鋼球所做的功W小于 鋼球的動能增量△Ek

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

11.甲、乙兩名溜冰運動員m=70kg,m=35kg,面對面拉著彈簧秤做圓周運動的溜冰表演,如圖所示,兩人相距0.9m,彈簧秤的示數(shù)為21N,下列判斷正確的是( 。
A.兩人的線速度相同,約為1 m/s
B.兩人的角速度相同,為1 rad/s
C.兩人的運動半徑相同,為0.45 m
D.兩人的運動半徑不同,甲為0.6 m,乙為0.3 m

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

1.下列物體或人,可以看作質(zhì)點的是(  )
A.研究汽車后輪的運動情況
B.表演精彩芭蕾舞的演員
C.研究繞地球運動時的“嫦娥一號”飛船
D.鄒凱在倫敦奧運會的單杠比賽中

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

8.在“測定金屬的電阻率”的實驗中,用螺旋測微器測量金屬絲直徑時的刻度位置如圖1所示,用米尺測出金屬絲的長度L,金屬絲的電阻大約為5Ω,先用伏安法測出金屬絲的電阻R,然后根據(jù)電阻定律計算出該金屬材料的電阻率.
(1)中讀出從圖金屬絲的直徑為0.680mm.
(2)實驗中某同學的實物接線如圖2所示,請指出該同學實物接線中的兩處明顯錯誤.

錯誤1:電流表采用內(nèi)接法
錯誤2:導線接在滑動變阻器滑片上
(3)若測得金屬絲的直徑用d表示,電阻用R表示,則該金屬材料的電阻率ρ=$\frac{πR9h9fdbb^{2}}{4L}$.

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

5.如圖,一小物體從A點以某一水平向右的初速度出發(fā),沿水平直軌道運動到B點后,進入光滑豎直圓形軌道,圓形軌道間不相互重疊,即物體離開圓形軌道后可繼續(xù)向C點運動,C點右側(cè)有一壕溝,C、D兩點的豎直高度h=0.8m,水平距離s=1.2m,水平軌道AB長為L1=1.0m,BC長為L2=3.0m.物體與水平軌道間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,重力加速度g=10m/s2

則:(1)當物體在A點的初速度v A=3.0m/s時,物體恰能通過圓形軌道最高點,求圓形軌道的半徑.
(2)若物體既能通過圓形軌道最高點,又不掉進壕溝,求物體在A點的初速度的范圍.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

6.在實驗中,某同學得到一張打點清晰的紙帶并相應標出這8個計時點,如圖所示,要求測出D點的瞬時速度.本實驗采用包含D點在內(nèi)的一段間隔中的平均速度來粗略地代表D點的瞬時速度,下列幾種方法中最準確的是(  )
A.vD=$\frac{AG}{△{t}_{1}}$,△t1=0.14 sB.vD=$\frac{BE}{△{t}_{2}}$,△t2=0.06 s
C.vD=$\frac{CE}{△{t}_{3}}$,△t3=0.1 sD.vD=$\frac{CE}{△{t}_{4}}$,△t4=0.04 s

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同步練習冊答案