【題目】回旋加速器是用來加速帶電粒子的裝置，如圖所示．它的核心部分是兩個D形金屬盒，兩盒相距很近，a、b接在電壓為U、周期為T的交流電源上．設(shè)D形盒的半徑為R，現(xiàn)將垂直于D形盒的磁場感應(yīng)強(qiáng)度調(diào)節(jié)為，剛好可以對氚核進(jìn)行加速，氚核所能獲得的最大能量為，以后保持交流電源的周期T不變．已知氚核和粒子的質(zhì)量之比為3：4，電荷量之比為1：2．下列說法正確的是（ ）

A.若只增大交變電壓U，則氚核在回旋加速器中運(yùn)行的時間不會發(fā)生變化

B.若用該裝置加速粒子，應(yīng)將磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小調(diào)整為

C.將磁感應(yīng)強(qiáng)度調(diào)整后對粒子進(jìn)行加速，粒子在加速器中獲得的最大能量大于氚核的獲得的能量

D.將磁感應(yīng)強(qiáng)度調(diào)整后對粒子進(jìn)行加速，粒子在加速器中加速的次數(shù)大于氚核的次數(shù)

【答案】BC

【解析】

A. 粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，洛倫茲力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律，有：

粒子的最大速度：

所以，粒子加速后的最大動能：

根據(jù)動能定理：

Ekm=nqU

若其他量不變，只提高加速電壓U，則氚核在電場中加速的次數(shù)減��；氚核在加速器中運(yùn)動的總時間將縮短，故A錯誤。

B. 粒子在磁場中運(yùn)動的周期，若該裝置加速α粒子，則：，由于：

應(yīng)將磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小調(diào)整為：，故B正確。

C. 將磁感應(yīng)強(qiáng)度調(diào)整后對α粒子進(jìn)行加速，a粒子在加速器中獲得的能量等于氚核的能量：

故C正確。

D. 氚核在磁場中加速的次數(shù)：

a粒子在加速器中加速的次數(shù)：

可知將磁感應(yīng)強(qiáng)度調(diào)整后對α粒子進(jìn)行加速，a粒子在加速器中加速的次數(shù)小于氚核的次數(shù)，故D錯誤。

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】某實驗小組利用圖甲所示的裝置進(jìn)行“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗。小車及車中的砝碼質(zhì)量用M表示，鉤碼質(zhì)量用m表示，小車的加速度可由打點計時器打出的點計算出：

①實驗時，某同學(xué)沒有進(jìn)行平衡摩擦力這一步驟，他將每組數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點、畫線得到a-F圖象，可能是圖乙中的_________圖線；（選填A、B、C）

②關(guān)于本實驗，下列說法正確的是_________。

A．實驗時應(yīng)先釋放小車后接通電源

B．小車質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量

C．每次改變小車質(zhì)量時，都應(yīng)重新平衡摩擦力

D．平衡摩擦力時，應(yīng)將鉤碼用細(xì)線繞過定滑輪系在小車上

E．小車運(yùn)動的加速度可用天平測出m和M，直接用公式求出

③如圖丙為本實驗中得到的一條清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計數(shù)點的時間間隔T=0.10s，由該紙帶可求得小車的加速度a=_________m/s2。（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某放射性元素的原子核靜止在勻強(qiáng)磁場中，當(dāng)它放出一個α粒子后，速度方向與磁場圖方向垂直，測得α粒子和反沖核軌道半徑之比為44 : 1，如圖所示，則

A．衰變瞬間，α粒子與反沖核的動量大小相等，方向相反

B．衰變瞬間，α粒子與反沖核的動能相等

C．放射性元素原子核的核電荷數(shù)為90

D．α粒子和反沖核的速度之比為1 : 88

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】小魯為研究物體所受空氣阻力與物體運(yùn)動速度的關(guān)系，通過學(xué)習(xí)猜想空氣阻力與速度可能存在下列關(guān)系（等），小魯約爸爸在一個無風(fēng)的周末開汽車來到一段人車稀少的平直公路上．小魯打開汽車天窗，將如圖甲所示裝置固定在汽車車頂．爸爸依次以的不同速度在平直公路上各勻速行駛一段距離，小魯依次將汽車不同行駛速度時的彈簧測力計的示數(shù)記錄在下表中．

汽車速度

5

10

15

20

彈簧測力計示數(shù)

0.20

0.80

3.20

（1）如圖乙所示，為小魯同學(xué)在車速穩(wěn)定在時用手機(jī)拍下的測力計照片，此時測力計示數(shù)為___________N；

2）實驗裝置中用小車而不是木塊，并將其放在表面平滑的木板上，目的是為了減小___________對實驗結(jié)果的影響．

（3）分析上表中的實驗數(shù)據(jù)，則當(dāng)彈簧測力計的讀數(shù)穩(wěn)定在時，車速為___________.（計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字）你認(rèn)為小魯?shù)牟孪胱钣锌赡艿氖?/span>___________（“”等）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，再變化到狀態(tài)C，其狀態(tài)變化過程的圖象如圖所示．已知該氣體在狀態(tài)B時的熱力學(xué)溫度，求：

①該氣體在狀態(tài)A時的熱力學(xué)溫度

②該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中，氣體內(nèi)能的變化量以及該過程中氣體從外界吸收的熱量Q．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，MN、PQ是兩根足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距為L=0.5m，導(dǎo)軌所在平面與水平面夾角θ=37°，M、P間接阻值為R=9Ω的電阻。勻強(qiáng)磁場的方向與導(dǎo)軌所在平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=2T。質(zhì)量為m=0.1kg、阻值為r=1Ω的金屬棒放在兩導(dǎo)軌上，在平行于導(dǎo)軌的恒定拉力F=1N作用下，從靜止開始向上運(yùn)動。已知金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直并且保持良好接觸，導(dǎo)軌電阻不計，導(dǎo)軌和磁場足夠大，重力加速度為g=10m/s2。求：

（1）當(dāng)金屬棒的速度為2m/s2時的加速度；

（2）金屬棒能獲得的最大速度；

（3）若金屬棒從開始運(yùn)動到獲得最大速度在導(dǎo)軌上滑行的距離是2.5m，求這一過程中R上產(chǎn)生的焦耳熱。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，以豎直向上為y軸正方向建立直角坐標(biāo)系；該真空中存在方向沿x軸正向、場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場和方向垂直xoy平面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場；原點O處的離子源連續(xù)不斷地發(fā)射速度大小和方向一定，質(zhì)量為m、電荷量為-q（q＞0）的粒子束，粒子恰能在xy平面內(nèi)做直線運(yùn)動，重力加速度為g不計粒子間的相互作用，已知量為m、g、q、B.

（1）求粒子運(yùn)動速度v的大小;

（2）求粒子運(yùn)動到距x軸為h所用的時間;

（3）若保持E、B不變，僅將粒子束的初速度大小變?yōu)?/span>2v，求運(yùn)動過程中，粒子速度大小等于v的點所在的直線方程.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】靜電場方向平行于x軸，其電勢φ隨x的分布可簡化為如圖所示的折線．下列說法正確的是（ ）

A. x軸上x1與x2之間的電場強(qiáng)度小于x3與x4之間的電場強(qiáng)度

B. 正電荷沿x軸從0移到x1的過程中，電場力做負(fù)功，電勢能增加

C. 負(fù)電荷沿x軸從x3移到x4的過程中，電場力不做功，電勢能不變

D. 電荷量為＋q的電荷沿x軸從x1移到x3，電場力做功為q（φ2－φ1）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，足夠?qū)挻蟮乃綄嶒炞烂?/span>Q的正中央的正上方距離桌面h=0.80m的P處有一個粒子源，該粒子源射出的帶電粒子初速度大小均為v0=2.0×102m/s、初速度方向為所在水平面的所有方向以及水平以下的所有方向，射出的帶電粒子質(zhì)量為m=2.0×10-15kg、電荷量為q=＋10-12C，現(xiàn)在整個空間加一個豎直向下的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度大小E=1.0×102V/m，結(jié)果粒子源射出的粒子最終都落在實驗桌面Q上。不計粒子重力，不計粒子之間的相互作用以及粒子對勻強(qiáng)電場的影響，打在桌面上的粒子均鑲嵌在桌面內(nèi)，不反彈也不穿過桌面。求(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)：

(1)粒子打在實驗桌上時的動能；

(2)實驗桌上被粒子擊中的區(qū)域的面積。

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