【題目】回旋加速器的工作原理如圖所示，置于高真空中的D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時(shí)間可以忽略不計(jì)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與盒面垂直，A處粒子源產(chǎn)生的粒子初速度可忽略不計(jì)，質(zhì)量為m、電荷量為+q，每次在兩D形盒中間被加速時(shí)加速電壓均為U，加速過程中不考慮相對(duì)論效應(yīng)和重力作用。求：

(1)粒子第4次加速后的運(yùn)動(dòng)半徑與第5次加速后的運(yùn)動(dòng)半徑之比；

(2)粒子在回旋加速器中獲得的最大動(dòng)能及加速次數(shù)。

【答案】（1）（2）

【解析】

（1）帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)能定理和洛倫茲力提供向心力求出軌道半徑與加速電壓的關(guān)系，從而求出軌道半徑之比。

（2）通過D形盒的半徑求出粒子的最大速度和最大動(dòng)能，結(jié)合動(dòng)能定理求出加速的次數(shù)。

（1）設(shè)粒子每加速一次動(dòng)能增加qU，第n次被加速后粒子的動(dòng)能：nqU=mvn2
qvnB=m
解得：
粒子笫4次加速后的運(yùn)動(dòng)半徑與笫5次加速后的運(yùn)動(dòng)半徑之比：
（2）設(shè)粒子在回旋加速器中運(yùn)動(dòng)的最大半徑為R，粒子的最大速度為vm，受力分析可知qvmB=m
粒子的最大動(dòng)能：
粒子在回旋加速器中加速總次數(shù)：

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，有一傾角為30°的光滑斜面，斜面長L=10m，一小球從斜面頂端以10m/s的速度沿水平方向拋出，求：

（1）小球沿斜面滑到底端的時(shí)間t和水平位移S；

（2）小球到達(dá)斜面底端時(shí)的速度大小．（g取10m/s2）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，細(xì)桿的一端與小球相連，可繞過O點(diǎn)的水平軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，細(xì)桿長0.5m，小球質(zhì)量為3.0kg，現(xiàn)給小球一初速度使它做圓周運(yùn)動(dòng)，若小球通過軌道最低點(diǎn)a處的速度為va＝4m/s，通過軌道最高點(diǎn)b處的速度為vb＝2m/s，取g＝10m/s2，則小球通過最低點(diǎn)和最高點(diǎn)時(shí)對(duì)細(xì)桿作用力的情況是

A. a處為壓力，方向豎直向下，大小為126N

B. a處為拉力，方向豎直向上，大小為126N

C. b處為壓力，方向豎直向下，大小為6N

D. b處為拉力，方向豎直向上，大小為6N

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，虛線abcd為矩形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向豎直向下，圓形閉合金屬線圈以某初速度沿光滑絕緣水平面向磁場區(qū)域運(yùn)動(dòng)。圖乙給出的是圓形閉合金屬線圈的四個(gè)可能到達(dá)的位置，不計(jì)空氣阻力，下列說法正確的是（ ）

A. ①位置線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針

B. ②位置線圈中一定沒有感應(yīng)電流

C. ①④位置線圈的速度可能為零

D. ②③位置線圈的速度可能為零

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，足夠長的木板Q放在光滑水平面上，在其左端有一可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊P，P 、Q間接觸面粗糙�，F(xiàn)給P向右的速率VP，給Q向左的速率VQ，取向右為速度的正方向，不計(jì)空氣阻力，則運(yùn)動(dòng)過程P、Q速度隨時(shí)間變化的圖像可能正確的是（ ）

A.

B.

C.

D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】石墨烯是目前世界上已知的強(qiáng)度最高的材料，其發(fā)現(xiàn)者由此獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。用石墨烯制作的“太空電梯”纜線，使人類進(jìn)入太空成為可能．假設(shè)從赤道上空與地球同步的太空站豎直放下由石墨烯材料做成的太空電梯，固定在赤道上，這樣太空電梯隨地球一起旋轉(zhuǎn)，如圖所示．關(guān)于太空電梯倉停在太空電梯中點(diǎn)P時(shí)，下列對(duì)于太空電梯倉說法正確的是( )

A. 處于平衡狀態(tài)

B. 向心加速度比同高度衛(wèi)星的小

C. 速度比第一宇宙速度大

D. 上面的乘客處于失重狀態(tài)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示的xoy坐標(biāo)系中，y軸右側(cè)空間存在范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于xoy平面向里。P點(diǎn)的坐標(biāo)為(-6L，0)，Q1、Q2兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為(0，3L)，(0，-3L).坐標(biāo)為(-L，0)處的C點(diǎn)固定一平行于y軸放置一足夠長的絕緣彈性擋板，帶電粒子與彈性絕緣擋板碰撞前后，沿y方向分速度不變，沿x方向分速度反向，大小不變.帶負(fù)電的粒子質(zhì)量為m，電量為q，不計(jì)粒子所受重力.若粒子在P點(diǎn)沿PQ1方向進(jìn)入磁場，經(jīng)磁場運(yùn)動(dòng)后，求：

(1)不與擋板碰撞并能回到P點(diǎn)的粒子初速度大小；

(2)只與擋板碰撞一次并能回到P點(diǎn)的粒子初速度大小；

(3)只與擋板碰撞三次并能回到P點(diǎn)的粒子初速度大小以及這種情況下?lián)醢宓拈L度至少為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】從離地高為H的陽臺(tái)上以速度v豎直向上拋出質(zhì)量為m的物體，它上升h后又返回下落，最后落在地面上，則下列說法中正確的是(不計(jì)空氣阻力，以地面為參考面)(　　)

A. 物體在最高點(diǎn)時(shí)機(jī)械能為mg(H＋h)

B. 物體落地時(shí)的機(jī)械能為mg(H＋h)＋mv2

C. 物體落地時(shí)的機(jī)械能為mgH＋mv2

D. 物體在落回過程中，經(jīng)過陽臺(tái)時(shí)的機(jī)械能為mgH＋mv2

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，P為某靜電場中的一點(diǎn)。若在P點(diǎn)放一帶電量為q的點(diǎn)電荷A，它受到的電場力大小為F。問：

（1）P點(diǎn)電場強(qiáng)度E為多大？

（2）將點(diǎn)電荷A換成帶電量為2q的點(diǎn)電荷B且仍置于P點(diǎn)，則B所受的電場力為多大？

（3）若P點(diǎn)不放任何電荷，則此時(shí)P處的電場強(qiáng)度又為多大？

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