【題目】2019年國(guó)產(chǎn)首套超導(dǎo)質(zhì)子回旋加速器進(jìn)入集成測(cè)試階段,通過(guò)該設(shè)備可以將質(zhì)子的能量加速到230MeV,質(zhì)子被引出后射入人體,當(dāng)?shù)竭_(dá)病灶的瞬間,釋放大量能量,實(shí)現(xiàn)對(duì)癌細(xì)胞的精準(zhǔn)清除,不損傷人體正常細(xì)胞,是癌癥患者的福音;匦铀倨鞯脑砣鐖D,D1D2是兩個(gè)中空的半徑為R的半圓金屬盒,接在電壓為U、周期為T的交流電源上,位于D2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,重力不計(jì)),質(zhì)子在兩盒之間被電場(chǎng)加速,D1D2置于與盒面垂直的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。已知質(zhì)子的電量為q、質(zhì)量為m,忽略質(zhì)子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,不考慮加速過(guò)程中的相對(duì)論效應(yīng),下列說(shuō)法正確的是(

A.交流電源的周期

B.質(zhì)子第一次進(jìn)入D1盒與第一次進(jìn)入D2盒的半徑之比為1:2

C.質(zhì)子在電場(chǎng)中加速的次數(shù)為

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

【答案】AC

【解析】

A.質(zhì)子在回旋加速器中每做半個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)電場(chǎng)變換一次,則回旋加速器的交流電頻率等于質(zhì)子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)周期,故有,故A正確;

B.質(zhì)子第一次進(jìn)入D1盒時(shí)加速了一次,設(shè)速度為,有

做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為,有

可得

質(zhì)子第一次進(jìn)入D2盒時(shí)加速了兩次,同理推得,故兩半徑之比為

B錯(cuò)誤;

D.無(wú)論質(zhì)子在電場(chǎng)中加速多少次,最后都是從磁場(chǎng)中以最大速度勻速圓周離開(kāi),有

可得最大動(dòng)能為

故有質(zhì)子的最大動(dòng)能與加速電壓U無(wú)關(guān),與加速度的最大半徑R有關(guān),故若只增大交變電壓U,則質(zhì)子的最大動(dòng)能不變,D錯(cuò)誤;

C.由最大動(dòng)能可推出質(zhì)子在電場(chǎng)中的加速次數(shù),有

解得質(zhì)子在電場(chǎng)中加速的次數(shù)為

C正確。

故選AC

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,已知某勻強(qiáng)電場(chǎng)方向平行于正六邊形ABCDEF所在平面,若規(guī)定D點(diǎn)電勢(shì)為零,則A、B、C的電勢(shì)分別為8V、6V、2V。初動(dòng)能為12eV、電荷量大小2e(e為元電荷)的帶電粒子從A沿著AC方向射入電場(chǎng),恰好經(jīng)過(guò)BC的中點(diǎn)G,不計(jì)粒子的重力,下列說(shuō)法正確的是

A、該粒子一定帶負(fù)電

B、該粒子達(dá)到點(diǎn)G時(shí)的動(dòng)能為20eV

C、只改變粒子在A點(diǎn)初速度的方向,該粒子不可能經(jīng)過(guò)C

D、若該粒子以不同速率從D點(diǎn)沿DF方向入射,該粒子可能垂直經(jīng)過(guò)CE

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,半徑為R、質(zhì)量為M的半圓形軌道放在水平面上,一個(gè)質(zhì)量為m的小球從半圓形軌道的頂端a點(diǎn)正上方某高度處無(wú)初速釋放,剛好可以從a點(diǎn)沿切線進(jìn)入軌道,所有接觸面均光滑,下列說(shuō)法正確有(

A.若軌道固定在地面上,m的機(jī)械能守恒、mM系統(tǒng)動(dòng)量不守恒

B.若軌道不固定,Mm系統(tǒng)機(jī)械能不守恒、mM系統(tǒng)水平方向的動(dòng)量守恒

C.軌道固定時(shí),小球可以上升到原高度;軌道不固定時(shí),小球不能回到原高度

D.無(wú)論軌道是否固定,小球均可上升到原來(lái)高度

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,虛線為兩磁場(chǎng)的邊界,左側(cè)磁場(chǎng)垂直紙面向里,右側(cè)磁場(chǎng)垂直紙面向外,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。一邊長(zhǎng)為L、電阻為R的單匝正方形導(dǎo)體線圈abcd,水平向右運(yùn)動(dòng)到圖示位置時(shí),速度大小為v,則(

A.ab邊受到的安培力向左,cd邊受到的安培力向右

B.ab邊受到的安培力向右,cd邊受到的安培力向左

C.線圈受到的安培力的大小為

D.線圈受到的安培力的大小為

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】繃緊的傳送帶與水平方向夾角為37°,傳送帶的v-t圖像如圖所示。t=0時(shí)刻質(zhì)量為1kg的物體從B點(diǎn)滑上傳送帶并沿傳送帶向上做勻速運(yùn)動(dòng),3s后開(kāi)始減速,在t=4s時(shí)物體恰好到達(dá)最高點(diǎn)A點(diǎn)。重力加速度為10m/s2。對(duì)物體從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A的過(guò)程中,下列正確的是(sin=0.6,cos=0.8)(  )

A.物體重力勢(shì)能增加35J

B.摩擦力做功20.5J

C.物體在傳送帶上運(yùn)動(dòng)過(guò)程產(chǎn)生的熱量為12J

D.物體與傳送帶間的摩擦因數(shù)為0.75

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】碰撞的恢復(fù)系數(shù)的定義為其中v10v20分別是碰撞前兩物體的速度,v1v2分別是碰撞后兩物體的速度,彈性碰撞的恢復(fù)系數(shù)e=1,非彈性碰撞的e<1,現(xiàn)利用下圖中的裝置來(lái)測(cè)量?jī)苫瑝K碰撞的恢復(fù)系數(shù),從而判斷出碰撞類(lèi)型。在水平氣墊導(dǎo)軌上固定兩個(gè)光電門(mén)12,分別在光電門(mén)1的左側(cè)和兩光電門(mén)之間放置AB兩個(gè)滑塊,滑塊上分別固定一遮光片,光電計(jì)數(shù)器(圖中未畫(huà))可以記錄遮光片通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間,實(shí)驗(yàn)測(cè)得兩遮光片的寬度d均為1.00cm,F(xiàn)給A一向右的初速度,通過(guò)光電門(mén)1時(shí),光電計(jì)數(shù)器顯示的時(shí)間t1=5.00ms,A與靜止的B發(fā)生碰撞后,B向右運(yùn)動(dòng)通過(guò)光電門(mén)2,光電計(jì)數(shù)器顯示的時(shí)間A向左彈回,再次通過(guò)光電門(mén)1時(shí),光電計(jì)數(shù)器再次顯示的時(shí)間。

請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)回答以下幾個(gè)問(wèn)題:

(1)A碰撞前的速度大小vA=_______m/s,碰撞后的速度大小=____m/s,B碰撞后的速度大小=________m/s(結(jié)果保留2位有效數(shù)字);

(2)規(guī)定向右為正方向,求此次碰撞的恢復(fù)系數(shù)e=________(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:

【題目】如圖所示,虛線為兩磁場(chǎng)的邊界,虛線左側(cè)存在著半徑為R的半圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直紙面向里,圓心O為虛線上的一點(diǎn),虛線右側(cè)存在著寬度為R的勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向垂直紙面向外。質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電的粒子,從圓周上的A點(diǎn)以某一初速度沿半徑方向射入半圓形磁場(chǎng)區(qū)域,恰好從D點(diǎn)射出,AO垂直OD。若將帶電粒子從圓周上的C點(diǎn),以相同的初速度射入磁場(chǎng),已知∠AOC=53°,粒子剛好能從虛線右側(cè)磁場(chǎng)區(qū)域射出,不計(jì)粒子重力,sin53°=0.8,cos53°=0.6,求:

(1)帶電粒子的初速度及其從AD的運(yùn)動(dòng)時(shí)間;

(2)粒子從C點(diǎn)入射,第一次運(yùn)動(dòng)到兩磁場(chǎng)的邊界時(shí)速度的方向及其離O點(diǎn)的距離;

(3)虛線右側(cè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】守株待兔是我們熟悉的寓言故事,它出自《韓非子》,原文為:宋人有耕田者。田中有株,兔走觸株,折頸而死。因釋其耒而守株,翼復(fù)得兔。兔不可復(fù)得,而身為宋國(guó)笑。假設(shè)一只兔子質(zhì)量為2kg,受到驚嚇后從靜止開(kāi)始沿水平道路勻加速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)1.2s速度大小達(dá)到9m/s后勻速奔跑,撞樹(shù)后被水平彈回,反彈速度大小為1m/s,設(shè)兔子與樹(shù)的作用時(shí)間為0.05s,重力加速度g=10m/s2.下列說(shuō)法確的是( 。

A.加速過(guò)程中兔子的加速度為180m/s2

B.加速過(guò)程中地面對(duì)兔子的平均作用力大小為20N

C.撞樹(shù)過(guò)程中樹(shù)對(duì)兔子的平均作用力大小為320N

D.撞樹(shù)過(guò)程中樹(shù)對(duì)兔子的平均作用力大小為400N

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,物體A、B通過(guò)細(xì)繩及輕質(zhì)彈簧連接在輕滑輪兩側(cè),物體A、B的質(zhì)量分別為2m、m,開(kāi)始時(shí)細(xì)繩伸直,用手托著物體A使彈簧處于原長(zhǎng)且A與地面的距離為h,物體B靜止在地面上,放手后物體A下落,與地面即將接觸時(shí)速度大小為v,此時(shí)物體B對(duì)地面恰好無(wú)壓力,不計(jì)一切摩擦及空氣阻力,重力加速度大小為g,則下列說(shuō)法中正確的是( )

A. 物體A下落過(guò)程中,物體A和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

B. 彈簧的勁度系數(shù)為

C. 物體A著地時(shí)的加速度大小為

D. 物體A著地時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為

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同步練習(xí)冊(cè)答案