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8.如圖為回旋加速器的結(jié)構(gòu)示意圖,兩個(gè)半徑為R的D形金屬盒相距很近,連接電壓峰值為UM、頻率為f=\frac{Bq}{4πm}的高頻交流電源,垂直D形盒的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.現(xiàn)用此加速器來(lái)加速電荷量分別為+0.5q、+q、+2q,相對(duì)應(yīng)質(zhì)量分別為m、2m、3m的三種靜止離子,最后經(jīng)多次回旋加速后能從D形盒中飛出的粒子的最大動(dòng)能為( �。�
A.\frac{{B}^{2}{q}^{2}{R}^{2}}{8m}B.\frac{{B}^{2}{q}^{2}{R}^{2}}{4m}C.\frac{{B}^{2}{q}^{2}{R}^{2}}{2m}D.I=\frac{E}{R+r}

分析 根據(jù)洛倫茲力提供向心力得出軌道半徑的公式,從而根據(jù)速度的關(guān)系得出軌道半徑的關(guān)系.粒子離開(kāi)回旋加速度時(shí)的軌道半徑等于D形盒的半徑,根據(jù)半徑公式求出離開(kāi)時(shí)的速度大小,從而得出動(dòng)能.

解答 解:根據(jù)qvB=m\frac{{v}^{2}}{R},知v=\frac{qBR}{m},則帶電粒子離開(kāi)回旋加速器時(shí)獲得動(dòng)能為:Ekm=\frac{1}{2}mv2=\frac{{{q}^{2}B}^{2}{R}^{2}}{2m};
而加速電荷量分別為+0.5q、+q、+2q,相對(duì)應(yīng)質(zhì)量分別為m、2m、3m的三種靜止離子,
因電場(chǎng)的頻率應(yīng)該要是圓周運(yùn)動(dòng)頻率的整數(shù)倍,
那么最大動(dòng)能為:Ekm=\frac{{B}^{2}{q}^{2}{R}^{2}}{2×2m}=\frac{{B}^{2}{q}^{2}{R}^{2}}{4m},故B正確,ACD錯(cuò)誤;
故選:B.

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道回旋加速器加速粒子的原理,知道帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期與交變電場(chǎng)的周期相同,以及掌握帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑公式和周期公式.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

4.下列關(guān)于慣性的說(shuō)法中正確的是( �。�
A.高速行駛的公共汽車緊急剎車時(shí),乘客都要向前傾倒,說(shuō)明慣性取決于加速度
B.短跑運(yùn)動(dòng)員最后沖刺時(shí)速度很大,很難停下來(lái),說(shuō)明速度越大慣性越大
C.拍打衣服,灰塵能夠脫落,可以說(shuō)明灰塵具有慣性
D.把手中的球由靜止釋放后,球能豎直下落,是由于球具有慣性的緣故

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

5.關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象,下列說(shuō)法正確的是( �。�
A.穿過(guò)線圈的磁感線條數(shù)發(fā)生變化,線圈中一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流
B.閉合線圈放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做切割磁感線的直線運(yùn)動(dòng),不一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流
C.閉合線圈放在變化的磁場(chǎng)中且線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直,一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流
D.若閉合線圈放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中且線圈平面與磁場(chǎng)方向平行,線圈繞任意軸做勻速轉(zhuǎn)動(dòng),則線圈中一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

16.某同學(xué)要測(cè)量一電阻線圈兩接線柱之間金屬絲長(zhǎng)度,已知繞制電阻線圈的金屬絲電阻率為ρ,可選用的器材如下:
A.電源E,電動(dòng)勢(shì)約為1.5V,內(nèi)阻忽略不計(jì)
B.待測(cè)電阻線圈L
C.滑動(dòng)變阻器R:最大阻值約為10Ω
D.電壓表V1:量程為3V,內(nèi)阻約為3kΩ
E.電壓表V2:量程為15V,內(nèi)阻r為30kΩ
F.電流表A1:量程為30mA,內(nèi)阻r約為30Ω;
G.電流表A2:量程為10μA,內(nèi)阻約為10Ω
H.開(kāi)關(guān)k一個(gè)及導(dǎo)線若干.

(1)實(shí)驗(yàn)中用螺旋測(cè)微器測(cè)得金屬絲的直徑如圖1所示,其示數(shù)D=0.498mm;用多用電表粗測(cè)金屬絲的電阻“×10”,檔測(cè)出電阻線圈的金屬絲電阻讀數(shù)如圖1所示,則線圈電阻為50Ω.
(2)為了盡可能準(zhǔn)確地測(cè)量電阻線圈的阻值,要求電表的指針偏轉(zhuǎn)要超過(guò)滿刻度的\frac{1}{3},電壓表應(yīng)選用D;電流表應(yīng)選用F.(選填代號(hào))
(3)如圖2已經(jīng)根據(jù)測(cè)量的需要,連接好了部分器材,請(qǐng)將其余的部分連接完整.
(4)實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)出的物理量及其符號(hào)是:電阻線圈的電壓U、電阻線圈的電流I;該金屬絲的長(zhǎng)度L=\frac{Uπ{D}^{2}}{4Iρ}(用題中給出的和測(cè)得的物理量符合表示).

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

3.一個(gè)小物塊A,質(zhì)量為m,從斜面B下滑,B的質(zhì)量為m,已知斜面高度為h,傾角為30度,A,B接觸面和地面都光滑.求A落地前瞬間的速度大�。�

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

13.小李同學(xué)為測(cè)量某金屬絲的電阻率,他截取了其中的一段,用米尺測(cè)出金屬絲的長(zhǎng)度L,用螺旋測(cè)微器測(cè)得其直徑為D,用多用電表粗測(cè)其電阻約為R.
①該同學(xué)將米尺的0刻度線與金屬絲的左端對(duì)齊,從圖(甲)中讀出金屬絲的長(zhǎng)度L=19.10cm.
②該同學(xué)用螺旋測(cè)微器測(cè)金屬絲的直徑,從圖(乙)中讀出金屬絲的直徑D=0.680mm.
③該同學(xué)選擇多用電表“×10”檔粗測(cè)金屬絲的電阻,從圖(丙)中讀出金屬絲的電阻R=220Ω.

④接著,該同學(xué)用伏安法盡可能精確地測(cè)出該金屬絲的電阻,實(shí)驗(yàn)電路如圖丁所示,然后根據(jù)電阻定律計(jì)算出該金屬絲的電阻率.實(shí)驗(yàn)室提供的器材有:
A.直流電源E(電動(dòng)勢(shì)4V,內(nèi)阻不計(jì))
B.電流表A1(量程0~3mA,內(nèi)阻約50Ω)
C.電流表A2(量程0~15mA,內(nèi)阻約30Ω)
D.電壓表V1(量程0~3V,內(nèi)阻10kΩ)
E.電壓表V2(量程0~15V,內(nèi)阻25kΩ)
F.滑動(dòng)變阻器R1(阻值范圍0~15Ω,允許通過(guò)的最大電流2.0A)
G.滑動(dòng)變阻器R2(阻值范圍0~2kΩ,允許通過(guò)的最大電流0.5A)
H.待測(cè)電阻絲Rx,開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干
要求較準(zhǔn)確地測(cè)出其阻值,電流表應(yīng)選C,電壓表應(yīng)選D,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選F.(用器材前的字母表示即可)
⑤用圖所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)得Rx,實(shí)驗(yàn)時(shí),開(kāi)關(guān)S2應(yīng)向1閉合(選填“1”或“2”).
⑥請(qǐng)根據(jù)選定的電路圖,在如圖戊的實(shí)物上畫出連線(部分線已畫出).

⑦設(shè)金屬絲的長(zhǎng)度為L(zhǎng),測(cè)得直徑的平均值為D,測(cè)得的電壓值是U,電流值是I,則金屬絲電阻率的表達(dá)式為ρ=\frac{πU{D}^{2}}{4IL}(用給定字母表示)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

20.圖甲為“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖1所示.砂和砂桶的總質(zhì)量為m,小車和砝碼的總質(zhì)量為M,實(shí)驗(yàn)中用砂和砂桶總重力的大小作為細(xì)線對(duì)小車?yán)Φ拇笮。?br />
 (1)實(shí)驗(yàn)中,為了使細(xì)線對(duì)小車的拉力等于小車所受的合外力,先調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板一端滑輪的高度,使細(xì)線與長(zhǎng)木板平行.接下還需要進(jìn)行的一項(xiàng)操作是B.
  A.將長(zhǎng)木板水平放置,讓小車連著已經(jīng)穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶,給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電,調(diào)節(jié)m的大小,使小車在砂和砂桶的牽引下運(yùn)動(dòng),從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)B.將長(zhǎng)木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨�,讓小車連著已經(jīng)穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶,撤去砂和砂桶,給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電,輕推小車,從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)
C.將長(zhǎng)木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨�,撤去紙帶以及砂和砂桶,輕推小車,觀察判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)
(2)實(shí)驗(yàn)中要進(jìn)行質(zhì)量m和M的選取,以下最合理的一組是C
A.M=200 g,m=10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g
B.M=200 g,m=20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g
C.M=400 g,m=10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g
D.M=400 g,m=20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g
(3)圖2是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶,A、B、C、D、E、F、G為7個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出.量出相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為:sAB=4.22 cm、sBC=4.65 cm、sCD=5.08 cm、sDE=5.49 cm、sEF=5.91 cm、sFG=6.34 cm.已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50Hz,則小車的加速度a=0.42m/s2,打下C點(diǎn)時(shí)小車的運(yùn)動(dòng)速度為vC=0.49m/s2.(結(jié)果保留2位有效數(shù)字).

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

17.(1)在驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)中:某組同學(xué)用如圖(甲)所示裝置,采用控制變量的方法,來(lái)研究小車質(zhì)量不變的情況下,小車的加速度與小車受到的力的關(guān)系,下列措施中不需要和不正確的是B
①首先要平衡摩擦力,使小車受到的合力就是細(xì)繩對(duì)小車的拉力
②平衡摩擦力的方法就是,在塑料小桶中添加砝碼,使小車能勻速滑動(dòng)
③每次改變拉小車的拉力后都需要重新平衡摩擦力    
④實(shí)驗(yàn)中通過(guò)在塑料桶中增加砝碼來(lái)改變小車受到的拉力
⑤實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先放小車,然后再開(kāi)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源    
A.①③⑤B.②③⑤C.③④⑤D.②④⑤
(2)某組同學(xué)實(shí)驗(yàn)得出數(shù)據(jù),畫出a-F圖如圖(乙)所示,那么該組同學(xué)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題可能是B
A.實(shí)驗(yàn)中平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板墊起的角度太小
B.實(shí)驗(yàn)中平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板墊起的角度太大
C.實(shí)驗(yàn)中繩子拉力方向沒(méi)有跟平板平行
D.實(shí)驗(yàn)中不滿足“砂桶和砂的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量”的條件

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

18.蘇州市金雞湖畔的水上摩天輪,直徑為120m,架設(shè)60個(gè)轎廂,可同時(shí)容納360個(gè)人觀光,堪稱世界上最大的水上摩天輪,如圖所示,一質(zhì)量為50kg的游客乘摩天輪勻速旋轉(zhuǎn)一圈所用時(shí)間為25min,g取10m/s2,求:(計(jì)算結(jié)果請(qǐng)保留一位有效數(shù)字 )
(1)摩天輪旋轉(zhuǎn)的角速度大��;
(2)從最低點(diǎn)到最高點(diǎn),該游客重力勢(shì)能的增加量;
(3)該游客所受的向心力大�。�

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