【題目】物理研究中，粒子回旋加速器起著重要作用，下左圖為它的示意圖。它由兩個鋁制的D形盒組成，兩個D形盒正中間開有一條狹縫。兩個D形盒處在勻強磁場中并接有高頻交變電壓。右圖為俯視圖，在D形盒上半面中心S處有一正粒子源，它發(fā)出的正粒子，經(jīng)狹縫電壓加速后，進入D形盒中。在磁場力的作用下運動半周，再經(jīng)狹縫電壓加速。如此周而復始，最后到達D形盒的邊緣，獲得最大速度，由導出裝置導出。己知正離子電荷量為q，質(zhì)量為m，加速時電極間電壓大小為U，磁場的磁感應(yīng)強度大小為B，D形盒的半徑為R。每次加速的時間極短，可忽略不計。正粒子從離子源出發(fā)時的初速度為零，不計粒子所受重力。則（ ）

A. 高頻交變電壓變化的周期為

B. 粒子可能獲得的最大動能為

C. 粒子第1次與第n次在下半盒中運動的軌道半徑之比為

D. 粒子在回旋加速器中的總的時間為

【答案】C

【解析】

加速電場變化的周期與粒子在磁場中運動周期相等，則有：，故A錯誤；粒子在磁場中做勻速圓周運動，則有，解得，粒子獲得的最大動能，故B錯誤；粒子在電場中第一次加速，則有，解得，則粒子以第一次在下半盒中運動，根據(jù)，解得；粒子在第n次進入下半盒運動前，已在電場中加速了（2n-1）次，則有，解得，則半徑為，故半徑之比為，故C正確；粒子在加速器中運動的總時間為，故D錯誤；選C.

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】圖甲是“研究平拋物體的運動”的實驗裝置圖

(l）下列說法正確的是_____

A．通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平

B．每次釋放小球的位置可以不同

C．應(yīng)使小球每次從斜槽上相同的位置自由滑下

D．記錄小球位置用的鉛筆每次必須嚴格地等距離下降

E．斜槽必須光滑

(2）圖乙是正確實驗取得的數(shù)據(jù)，其中O點為拋出點，則此小球做平拋運動的初速度為_____ m/s（g=9.8m/s2）。

(3）在另一次實驗中將白紙換成方格紙，每個格的邊長L=5cm，通過實驗，記錄了小球在運動途中的三個位置，如圖丙所示，則該小球做平拋運動的初速度為_____m/s；B點的豎直分速度為_____m/s,拋出點距A點的水平距離_____ cm，拋出點距A點的豎直距離_____ cm(g=10m/s2）。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某實驗小組應(yīng)用如圖所示裝置“探究加速度與物體受力的關(guān)系”，已知小車的質(zhì)量為M，砝碼及砝碼盤的總質(zhì)量為m，打點計時器所接的交流電的頻率為f，定滑輪和動滑輪的阻力可忽略不計。實驗步驟如下：

① 按圖所示安裝好實驗裝置，其中與定滑輪及彈簧測力計相連的細線豎直；

② 調(diào)節(jié)長木板的傾角，輕推小車，使小車能沿長木板向下勻速運動，記下此時彈簧秤示數(shù)；

③ 掛上砝碼盤，接通電源后，再放開小車，打出一條紙帶，記下彈簧秤示數(shù)，由紙帶求出小車的加速度；

④ 改變砝碼盤中砝碼的質(zhì)量，重復步驟③，求得小車在不同合力作用下的加速度．

（1）對于該實驗方案，下列說法正確的是_____________。

A．平衡摩擦力時，即②步驟中一定不能掛上砝碼盤

B．與小車相連的輕繩與長木板一定要平行

C．實驗過程中一定要保持

D．小車在運動中，所受到的合力等于彈簧秤示數(shù)F減去小車勻速下滑時彈簧秤示數(shù)，即

（2）實驗中打出的其中一條紙帶如圖所示，則打點計時器在打2計數(shù)點時，小車速度大小計算公式：___________，加速度大小計算公式：____________。（以上公式用字母、和交流電頻率f表示）

（3）若， ， ， ，f=50Hz。則小車的加速度a=___。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

（4）由本實驗得到的數(shù)據(jù)作出小車的加速度a與彈簧測力計的示數(shù)F的關(guān)系圖象，如圖所示，與本實驗相符合的是______．

A. B. C. D.

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一個內(nèi)壁光滑的圓錐形筒固定不動且軸線豎直，兩個質(zhì)量相同的球甲、乙緊貼著內(nèi)壁，分別在圖中所示的水平面內(nèi)做勻速圓周運動，半徑R甲＞R乙，則（　　）

A. 角速度ω甲＞ω乙 B. 對筒壁的彈力N甲＞N乙

C. 加速度a甲＞a乙 D. 線速度v甲＞v乙

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在一個圓形區(qū)域內(nèi)，兩個方向相反且都垂直于紙面的勻強磁場分布在以直徑為邊界的兩個半圓形區(qū)域Ⅰ、Ⅱ中，已知與的夾角為一質(zhì)量為m、帶電量為的粒子以某一速度從Ⅰ區(qū)的邊緣點處沿與成角的方向射入磁場，隨后該粒子以垂直于的方向經(jīng)過圓心O進入Ⅱ區(qū)，最后再從處射出磁場若忽略該粒子重力，則下列說法正確的是　　

A. 粒子在磁場區(qū)域Ⅰ、Ⅱ中的半徑和之比為2：1

B. 粒子在磁場區(qū)域Ⅰ、Ⅱ中圓周運動的周期和之比為1：2

C. 粒子在磁場區(qū)域Ⅰ、Ⅱ中所用的時間和之比為2：1

D. 粒子在磁場區(qū)域Ⅰ、Ⅱ中的磁感應(yīng)強度大小和之比為1：2

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在高度為h的同一位置向水平方向同時拋出兩個小球A和B，若A球的初速度vA大于B球的初速度vB，則下列說法中正確的是(　　)

A. A球比B球先落地

B. 在飛行過程中的任一段時間內(nèi)，A球的水平位移總是大于B球的水平位移

C. 若兩球在飛行中同時遇到一堵墻，A球擊中墻的高度大于B球擊中墻的高度

D. 在空中飛行的任意時刻，A球總在B球的水平正前方，且A球的速率總是大于B球的速率

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】描繪平拋運動軌跡的實驗裝置示意如圖。為了保證實驗準確，在實驗過程中必須采取下列哪些步驟___________。

A. 斜槽末端的切線必須水平

B. 入射小球每次應(yīng)從斜槽上的同一位置由靜止開始釋放

C. 在斜槽末端懸掛重錘以確定豎直方向

D. 固定白紙的木板可以傾斜放置

上圖曲線是某位同學描繪出的小球做平拋運動的軌跡，圖中坐標紙上的小方格每邊長均為5cm，重力加速度取9.8m/s2，則小球做平拋運動的初速度為________m／s。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】(1)兩個行星質(zhì)量分別為m1和m2，繞太陽運行的軌道半徑分別是r1和r2，則它們與太陽間的萬有引力之比為________．它們的公轉(zhuǎn)周期之比________．

(2)航天器繞地球做勻速圓周運動時處于完全失重狀態(tài)，物體對支持面幾乎沒有壓力，所以在這種環(huán)境中已經(jīng)無法用天平稱量物體的質(zhì)量。假設(shè)某同學在這種環(huán)境中設(shè)計了如圖所示的裝置(圖中O為光滑小孔)來間接測量物體的質(zhì)量:給待測物體一個初速度，使它在桌面上做勻速圓周運動。設(shè)航天器中具有測量長度和時間的基本測量工具。

1)實驗時需要測量的物理量是：____________。（說明各物理量對應(yīng)的字母）

2)待測物體質(zhì)量的表達式為m= _______(用所測物理量字母表示)。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，a、b、c是在地球大氣層外圓軌道上運動的3顆質(zhì)量不同的衛(wèi)星，下列說法正確的是（ ）

A. b、c的線速度大小相等，且小于a的線速度

B. b、c的向心加速度大小相等，且小于a的向心加速度

C. c加速可追上同一軌道上的b

D. a衛(wèi)星由于某原因，軌道半徑緩慢減小，其線速度將增大

查看答案和解析>>

同步練習冊答案