5.歐洲強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)在2010年初重新啟動(dòng),并取得了將質(zhì)子加速到1.18×1012 eV的階段成果,為實(shí)現(xiàn)質(zhì)子對(duì)撞打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).靜止的質(zhì)子經(jīng)過直線加速器加速后進(jìn)入半徑一定的環(huán)形加速器,在環(huán)形加速器中,質(zhì)子每次經(jīng)過位置A時(shí)都會(huì)被加速(如圖甲所示).當(dāng)質(zhì)子的速度達(dá)到要求后,再將它們分成兩束引導(dǎo)到對(duì)撞軌道中,在對(duì)撞軌道中兩束質(zhì)子沿相反方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng),并最終實(shí)現(xiàn)對(duì)撞(如圖乙所示).質(zhì)子是在磁場(chǎng)的作用下才得以做圓周運(yùn)動(dòng)的,且直線加速器的加速電壓為U,質(zhì)子的質(zhì)量為m,電量大小為q.下列說法中正確的是( 。
A.質(zhì)子經(jīng)直線加速器加速后,進(jìn)入環(huán)形加速器的動(dòng)能可能大于qU
B.質(zhì)子在環(huán)形加速器中運(yùn)動(dòng)時(shí),軌道所處位置的磁場(chǎng)要減小
C.質(zhì)子在對(duì)撞軌道中運(yùn)動(dòng)時(shí),軌道所處位置的磁場(chǎng)要減小
D.質(zhì)子在對(duì)撞軌道上發(fā)生對(duì)撞的過程中,兩質(zhì)子的動(dòng)量守恒

分析 帶電粒子在電場(chǎng)中被直線加速后,進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng).由動(dòng)能定理可以求出在直線加速器中獲得的動(dòng)能,粒子在環(huán)形加速器中做圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力由牛頓第二定律求出粒子的軌道半徑,然后分析答題.

解答 解:A、質(zhì)子在直線加速器中加速,由動(dòng)能定理可知,質(zhì)子進(jìn)入環(huán)形加速器時(shí)的動(dòng)能:EK=qU,故A錯(cuò)誤;
B、質(zhì)子在環(huán)形加速器中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力,由牛頓第二定律得:qvB=m$\frac{{v}^{2}}{r}$,解得:B=$\frac{mv}{qr}$,質(zhì)子在環(huán)形加速器中不斷被加速,質(zhì)子的速度v不斷變大,而m、q、r都不變,因此磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)變大,在對(duì)撞軌道中,m、q、r都不變,則B應(yīng)保持不變,故BC錯(cuò)誤;
D、質(zhì)子在對(duì)撞軌道上發(fā)生對(duì)撞的過程中,兩質(zhì)子組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,故D正確;
故選:D.

點(diǎn)評(píng) 通過洛倫茲力提供向心力來導(dǎo)出半徑公式與周期公式,再用動(dòng)能定理得出粒子在電場(chǎng)中的加速公式,從而可推導(dǎo)出加速電壓、磁感應(yīng)強(qiáng)度、粒子的比荷及半徑的關(guān)系.最終由控制變量來研究其它各量之間的具體關(guān)系.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

18.如圖所示,輕質(zhì)彈簧的一端固定在豎直板P上,另一端與靜止放在光滑桌面上的物體A相連,A右邊接一細(xì)線繞過光滑的定滑輪懸掛物體B,開始時(shí)用手托住B,讓細(xì)線恰好拉直,然后由靜止釋放B,直到B獲得最大速度,在此過程中( 。
A.彈簧的彈性勢(shì)能增大B.物體A的重力勢(shì)能增大
C.物體B的機(jī)械能不變D.物體A、B組成的系統(tǒng)的機(jī)械能不變

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

19.如圖是甲乙兩物體從同一地點(diǎn)沿同一方向運(yùn)動(dòng)的速度圖線,則( 。
A.在t1時(shí)刻甲乙兩物體相遇B.甲的加速度比乙大
C.在t1時(shí)刻乙物體在前,甲物體在后D.在t2時(shí)刻甲乙兩物體恰好相遇

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

13.如圖所示,甲、乙、丙、丁分別代表四輛車由同一地點(diǎn)沿同一方向同時(shí)開始做直線運(yùn)動(dòng)的位移圖象和速度圖象,則下列說法中正確的是( 。
A.0~t1時(shí)間內(nèi),甲車的平均速度大于乙車的平均速度
B.0~t1時(shí)間內(nèi),丙車的平均速度大于丁車的平均速度
C.t1時(shí)刻,丙車的加速度大于丁車的加速度
D.t2時(shí)刻,乙車、丁車均開始反向運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

20.如圖所示,長木板B在光滑的水平面上,質(zhì)量為mA=10kg的貨箱A放在木板B上,一根輕繩一端拴在貨箱上,另一端拴在水平面上,繩繃緊時(shí)與水平面的夾角為θ=37°.現(xiàn)用F=80N的水平拉力恰能將木板B從貨箱A下面勻速抽出,已知sin37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10m/s2.求:
(1)繩上張力T的大小;
(2)A與B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

10.圖甲為游樂園中“空中飛椅”的游戲設(shè)施.若將人和座椅看成一個(gè)質(zhì)點(diǎn),則可簡化為如圖乙所示的物理模型,其中P為處于水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)盤,可繞豎直轉(zhuǎn)軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng),設(shè)繩長l=10m,質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量m=60kg,轉(zhuǎn)盤靜止時(shí)質(zhì)點(diǎn)與轉(zhuǎn)軸之間的距離d=4.0m,轉(zhuǎn)盤逐漸加速轉(zhuǎn)動(dòng),經(jīng)過一段時(shí)間后質(zhì)點(diǎn)與轉(zhuǎn)盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng),此時(shí)繩與豎直方向的夾角θ=37°(不計(jì)空氣阻力及繩重,且繩不可伸長,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求質(zhì)點(diǎn)與轉(zhuǎn)盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),繩子拉力的大小為750N;轉(zhuǎn)盤角速度的大小為$\frac{\sqrt{3}}{2}rad/s$.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

17.如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)電阻為r,兩電壓表可看作是理想電表,當(dāng)閉合開關(guān),將滑動(dòng)變阻器的觸片由右端向左滑動(dòng)時(shí),下列說法中正確的是( 。
A.小燈泡L2變亮,V1表的讀數(shù)變小B.小燈泡L1變亮,V2表的讀數(shù)不變
C.小燈泡L2變亮,V1表的讀數(shù)變大D.小燈泡L1、L2均變暗

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

14.關(guān)于愛因斯坦狹義相對(duì)論的描述,下列說法正確的是( 。
A.在不同的慣性參考系中,真空中的光速都是相同的
B.時(shí)間的測(cè)量結(jié)果與物體相對(duì)觀察者的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)
C.高速運(yùn)動(dòng)的物體,沿運(yùn)動(dòng)方向的長度會(huì)變長
D.對(duì)于確定的物體,無論運(yùn)動(dòng)速度由多大,物體的質(zhì)量都不會(huì)改變

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

15.某小水力發(fā)電站發(fā)電機(jī)輸出的電壓,先通過電站附近的升壓變壓器升壓后,再用高壓輸電線路把電能輸送到遠(yuǎn)處的降壓變壓器.降壓后,再用線路接到各用戶.圖示為輸電原理圖,設(shè)發(fā)電機(jī)輸出電壓穩(wěn)定且兩變壓器均為理想變壓器,當(dāng)用戶用電量增大時(shí)(  )
A.壓輸電線路的電壓損失變大
B.升壓變壓器的副線圈兩端的電流變大
C.降壓變壓器的副線圈中的電流變大
D.用戶獲得的電壓變大

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