【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．D1和D2是兩個(gè)中空的半圓形金屬盒，置于與盒面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)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?cè)趦珊兄g被電場(chǎng)加速．當(dāng)質(zhì)子被加速到最大動(dòng)能Ek后，再將它們引出．忽略質(zhì)子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，則下列說(shuō)法中正確的是( )

A.若只增大交變電壓U，則質(zhì)子的最大動(dòng)能Ek會(huì)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(shí)間會(huì)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)

得

則最大動(dòng)能

與加速電壓無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)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(huì)減小，導(dǎo)致運(yùn)行時(shí)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(chǎng)中運(yùn)動(dòng)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(cuò)誤；

D．根據(jù)洛倫茲力提供向心力做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，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

故B正確。

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：

【題目】如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)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(kāi)關(guān)S，板間電場(chǎng)視為勻強(qiáng)電場(chǎng)．板間豎直放置一根長(zhǎng)也為d的光滑絕緣細(xì)桿AB，有一個(gè)穿過(guò)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(chǎng)的分布）．現(xiàn)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，使小球恰能靜止在A處；然后再閉合K，待電場(chǎng)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(shí)兩極板間的電壓；

（2）小球恰能靜止時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值；

（3）小球p到達(dá)桿的中點(diǎn)O時(shí)的速度．

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科目：高中物理 來(lái)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(zhǎng)時(shí)另一端N與O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(kāi)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(dòng)摩擦因數(shù)為，重力加速度為g，求：

物塊剛與彈簧接觸時(shí)速度的大小；

彈簧的最大彈性勢(shì)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．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在建筑工地上有時(shí)需要將一些建筑材料由高處運(yùn)送到低處，為此工人們?cè)O(shè)計(jì)了一種如圖所示的斜面滑道，斜面長(zhǎng)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(kāi)始下滑，其與斜面間的動(dòng)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(shí)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(shí)重力做功的功率P1；

②求其下滑的整個(gè)過(guò)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(shuō)明可采取哪些措施？

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科目：高中物理 來(lái)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(zhǎng)時(shí)彈性勢(shì)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(zhǎng)時(shí)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(qǐng)寫(xiě)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(guò)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(dòng)，若從小物塊向右運(yùn)動(dòng)通過(guò)O點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，請(qǐng)?jiān)趫D乙中定性畫(huà)出小物塊所受彈力F隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖像；

若測(cè)得該彈簧的彈性勢(shì)能Ep與其位置坐標(biāo)x的關(guān)系曲線如圖丙所示，其中Ep0和x0皆為已知量，請(qǐng)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(dòng)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(zhǎng)位置，以距O點(diǎn)右側(cè) 的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(dòng)并最終停下。已知重力加速度為g，并可認(rèn)為滑動(dòng)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(dòng)的過(guò)程中，其受力特點(diǎn)符合以O′為平衡位置的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的受力條件。并分析如果小滑塊在O點(diǎn)最左方停不住，則O到P點(diǎn)距離應(yīng)滿足什么條件；

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

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

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

(1)開(kāi)普勒?qǐng)?jiān)信哥白尼的“日心說(shuō)”，在研究了導(dǎo)師第谷在20余年中堅(jiān)持對(duì)天體進(jìn)行系統(tǒng)觀測(cè)得到的大量精確資料后，提出了開(kāi)普勒三定律，為人們解決行星運(yùn)動(dòng)問(wèn)題提供了依據(jù)，也為牛頓發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律提供了基礎(chǔ)。

開(kāi)普勒認(rèn)為：所有行星圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在所有橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。行星軌道半長(zhǎng)軸的三次方與其公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值是一個(gè)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(qǐng)你以地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)為例，根據(jù)萬(wàn)有引力定律和牛頓運(yùn)動(dòng)定律推導(dǎo)出此常量的表達(dá)式。

(2)天文觀測(cè)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(dòng)，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(shí)間2019年4月10日21時(shí)，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(ài)好者的興趣。

同學(xué)們?cè)诓殚喯嚓P(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(gè)關(guān)系對(duì)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(qǐng)你根據(jù)以上信息，利用高中學(xué)過(guò)的知識(shí)，通過(guò)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(guò)程中需要用到、但題目沒(méi)有給出的物理量，要在解題時(shí)做必要的說(shuō)明）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，足夠長(zhǎng)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(chǎng)，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(zhǎng)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(dòng)，速度大小為v。

(1)求導(dǎo)體棒兩端的電壓；

(2)通過(guò)公式推導(dǎo)驗(yàn)證：在時(shí)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(huì)同時(shí)參與沿導(dǎo)體棒方向和垂直導(dǎo)體棒方向的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)，由此會(huì)受到兩個(gè)相應(yīng)的洛倫茲力，請(qǐng)你通過(guò)計(jì)算證明：導(dǎo)體棒中一個(gè)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。）

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科目：高中物理 來(lái)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(shí)，用雙子星號(hào)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(kāi)動(dòng)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(kāi)動(dòng)時(shí)間Δt，測(cè)出飛船和火箭的速度變化是Δv，下列說(shuō)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，且與F成正比

D.推力F通過(guò)飛船傳遞給火箭，所以飛船對(duì)火箭的彈力大小應(yīng)為F

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科目：高中物理 來(lái)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R＝0.6m，與水平粗糙地面ab相切，質(zhì)量m2＝0.2kg的物塊B靜止在水平地面上b點(diǎn)，另一質(zhì)量m1＝0.6kg物塊A在a點(diǎn)以v0＝10m/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(shí)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(shí)，兩物塊對(duì)軌道的壓力恰好等于兩物塊的重力．已知ab兩點(diǎn)間距L＝3.6m，A與B均可視為質(zhì)點(diǎn)，空氣阻力不計(jì)，g取10m/s2．求：

（1）物塊A與B剛碰后一起運(yùn)動(dòng)的速度v；

（2）物塊A和地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ．

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