【題目】北京正負(fù)電子對撞機(jī)(BEPC)主要由直線加速器、電子分離器、環(huán)形儲存器和對撞測量區(qū)組成,圖甲是對撞測量區(qū)的結(jié)構(gòu)圖,其簡化原理如圖乙所示: MNPQ為足夠長的水平邊界,豎直邊界EF將整個區(qū)域分成左右兩部分,I區(qū)域的磁場方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒為B, II 區(qū)域的磁場方向垂直紙面向外大小可以調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)II區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小可以使正負(fù)電子在測量區(qū)內(nèi)不同位置進(jìn)行對撞。經(jīng)加速和積累后的電子束以相同速率分別從注入口CD同時入射,入射方向平行EF且垂直磁場。已知注入口CDEF的距離均為d邊界,MNPQ的間距為6d,正、負(fù)電子的質(zhì)量均為m,所帶電荷量分別為+e-e,忽略電子進(jìn)入加速器的初速度。

(1)判斷從注入口C、D入射的分別是哪一種電子;若電子經(jīng)加速器加速后速度為v0,求直線加速器的加速電壓U;

(2)若將II區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小調(diào)為,正負(fù)電子以的速率射入,但負(fù)電子射入時刻滯后于正電子,求正負(fù)電子相撞的位置坐標(biāo) (F為原點(diǎn),x軸正方向,y軸正方向建立坐標(biāo)系); :

(3)若電子束以的速率連續(xù)入射,欲實(shí)現(xiàn)正負(fù)電子對撞,求區(qū)域II感應(yīng)強(qiáng)度BII的大小。

【答案】(1)CD負(fù);(2) (3)

【解析】

(1)C入射的為正電子,從D入射的為負(fù)電子

(2)電子在I區(qū)域中運(yùn)動時半徑為r1、II 區(qū)域中運(yùn)動時半徑R

根據(jù)

:

則在A處相碰,坐標(biāo):

(3)

設(shè)軌跡半徑與FE的夾角為

假定對撞的種情況如圖丙所示。

:

經(jīng)分析得通解式:

正負(fù)電子在磁場中不相切,不出界,

:

:

(1)(2):

則取:

n≥1

同種電子在1區(qū)域不能相交不能相切則取:

(1) (3):

n<4.5

則取:

n≤4

則取:n=12,34

:

....(4)

:

(n=1,23,4)

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,足夠長的傳送帶以恒定的速率v1逆時針運(yùn)動,一質(zhì)量為m的物塊以大小為v2的初速度從傳送帶的P點(diǎn)沖上傳送帶,從此時起到物塊再次回到P點(diǎn)的過程中,下列說法正確的是( 。

A.合力對物塊的沖量大小一定為mv1+mv2B.合力對物塊的沖量大小一定為2mv2

C.合力對物塊的沖量大小可能為零D.合外力對物塊做的功可能為零

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【題目】如圖所示,在玻璃皿的中心放一個圓柱形檸檬電源的負(fù)極,沿邊緣放一個圓環(huán)形電極接電源的正極做"旋轉(zhuǎn)液體實(shí)驗(yàn),蹄形磁鐵兩極間正對部分的磁場可認(rèn)為勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.1T,玻璃皿橫截面的半徑a=0.05m,電源的電動勢E=3V,內(nèi)阻r=0.1.限流電阻R0=4.9,玻璃皿中兩電極間液體的等效電阻R=1.0,閉合開關(guān)后不計內(nèi)阻的電流表示數(shù)為0.3A.

A.由上往下看,液體做順時針旋轉(zhuǎn)

B.玻璃皿兩電極間的電壓為0.3V

C.液體所受的安培力大小為

D.閉合開關(guān)后,用于驅(qū)動液體的電功率為0.36W

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,當(dāng)開關(guān)接a時,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10:1,b是原線圈的中心抽頭,圖中電表均為理想交流電表,定值電阻R=10Ω,其余電阻均不計.從某時刻開始在原線圈c、d兩端加上如圖乙所示的交變電壓,則下列說法正確的是

A.當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時,電壓表的示數(shù)為31.1V

B.當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與b連接且t=0.01s時,電流表示數(shù)為4A

C.當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a撥向b時,副線圈輸出交流電的頻率增大

D.當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a撥向b時,原線圈輸入功率變大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,兩根足夠長的平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為θ,兩導(dǎo)軌間距為L,上端接有阻值為R的電阻。一根質(zhì)量為m的均勻直導(dǎo)體棒ab放在兩導(dǎo)軌上,并與導(dǎo)軌垂直。整套裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻可忽略。讓導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑,導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒接觸良好,不計它們之間的摩擦。重力加速度為g.下列說法正確的是

A.導(dǎo)體棒開始下滑時的加速度為gsinθ

B.導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動時所受到安培力為mgcosθ

C.導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動時產(chǎn)生的電動勢為

D.導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動時的速度為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某地發(fā)生6.7級地震,震源深度為15km。如果該地震中的簡諧橫波在地球中勻速傳播的速度大小為4km/s,已知該波沿x軸正方向傳播,某時刻剛好傳到N處,如圖所示,則下列說法中正確的是___________

A.從波源開始振動到波源隨波遷移到地面需要經(jīng)過6.7s

B.該波的波長為60km

C.該波的周期為0.015s

D.波動圖象上M點(diǎn)此時速度方向沿y軸負(fù)方向

E.從波傳到N處開始計時,經(jīng)過t=0.03s位于x=240m處的質(zhì)點(diǎn)加速度最小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在賽車場上,安全起見,車道外圍都固定上廢舊輪胎作為圍欄,當(dāng)車碰撞圍欄時起緩沖器作用,如圖甲所示。在一次模擬實(shí)驗(yàn)中用彈簧來代替廢舊輪胎,實(shí)驗(yàn)情景如圖乙所示,水平放置的輕彈簧左側(cè)固定于墻上,處于自然狀態(tài),開始時賽車在A處且處于靜止?fàn)顟B(tài),距彈簧自由端的距離為。當(dāng)賽車啟動時,產(chǎn)生水平向左的恒為F=24N的牽引力使賽車向左勻加速前進(jìn),當(dāng)賽車接觸彈簧的瞬間立即關(guān)閉發(fā)動機(jī),賽車?yán)^續(xù)壓縮彈簧,最后被彈回到B處停下。已知賽車的質(zhì)量為m=2kgA、B之間的距離為L2=3m,賽車被彈回的過程中離開彈簧時的速度大小為v=4m/s,方向水平向右。g10m/s2。

(1)賽車和地面間的動摩擦因數(shù);

(2)彈簧被壓縮的最大距離是多少?試從加速度和速度變化的角度分析賽車關(guān)閉發(fā)動機(jī)后的運(yùn)動性質(zhì);

(3)試分析賽車速度過大時,存在什么安全隱患。

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【題目】一次演習(xí)中,一空降特戰(zhàn)兵實(shí)施空降,飛機(jī)懸停在高空某處后,空降特戰(zhàn)兵從機(jī)艙中跳下,設(shè)空降特戰(zhàn)兵沿直線運(yùn)動,其速度-時間圖象如圖a所示,當(dāng)速度減為零時特戰(zhàn)兵恰好落到地面。已知空降特戰(zhàn)兵的質(zhì)量為60 kg.設(shè)降落傘用8根對稱的繩懸掛空降特戰(zhàn)兵,每根繩與中軸線的夾角均為37°,如圖b所示。不計空降特戰(zhàn)兵所受的阻力。則空降特戰(zhàn)兵(sin37°=0.6, cos37°=0.8)

A.2s處于超重狀態(tài)

B.200m高處開始跳下

C.落地前瞬間降落傘的每根繩對特戰(zhàn)兵的拉力大小為125N

D.整個運(yùn)動過程中的平均速度大小為10m/s

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【題目】越來越多的私家車變成了人們出行的工具,但交通安全引起人們的高度重視,超速是引起交通事故的重要原因之一,規(guī)定私家車在高速公路上最高時速是120km/h,為了安全一般在110~60km/h之間行駛:

(1)在高速公路上行駛一定要與前車保持一個安全距離s0,即前車突然停止,后車作出反應(yīng)進(jìn)行減速,不會碰到前車的最小距離。 如果某人駕車以108km/h的速度行駛,看到前車由于故障停止,0.5s后作出減速動作,設(shè)汽車剎車加速度大小是5m/s2,安全距離是多少?

(2)如果該人駕車以108km/h的速度行駛,同車道前方處有一貨車以72km/h的速度行駛,在不能改變車道的情況下采取剎車方式避讓(加速度大小仍為5m/s2),通過計算說明是否會與前車相碰。

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