【題目】(12分) 回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻交流電極相連接的兩個D形金屬盒，兩盒間的狹縫中形成的周期性變化的電場，使粒子在通過狹縫時都能得到加速，兩D形金屬盒處于垂直于盒底面的勻強磁場，D形盒中央為質子流，D形盒的交流電壓為U，靜止質子經(jīng)電場加速后，進入D形盒，其最大軌道半徑為R，磁場的磁感應強度為B，質子質量為m.電荷量為q，求：

(1)交流電源的頻率是多少．

(2)質子經(jīng)回旋加速器最后得到的最大動能多大；

(3)質子在D型盒內運動的總時間t（狹縫寬度遠小于R,質子在狹縫中運動時間不計）

【答案】（1） （2） （3）

【解析】

試題（1）根據(jù)回旋加速器的原理，每轉一周粒子被加速兩次，交流電完成一次周期性變化，

粒子作圓周運動的周期 （2分）

所以，交流電源的頻率得： （2分）

（2）質子加速后的最大軌道半徑等于D型盒的半徑，由洛倫茲力提供向心力

得粒子的最大運行速度； （2分）

質子獲得的最大動能：，得 （2分）

(3)質子每個周期獲得的動能為： （1分）

經(jīng)過的周期個數(shù)為： （1分）

質子在D型盒內運動的總時間: （1分）

即 （1分）

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖是干濕泡濕度計示意圖。溫度計(甲)的玻璃泡暴露在空氣中，溫度計(乙)的玻璃泡外包著紗布，紗布的下端浸在水中。關于此濕度計，下列說法正確的是____

A. 甲的示數(shù)增大，則空氣中水的飽和汽壓增大

B. 乙的示數(shù)增大，則空氣中水的飽和汽壓增大

C. 甲示數(shù)一定時，若乙示數(shù)減小，則空氣的相對濕度減小

D. 甲示數(shù)一定時，若乙示數(shù)減小，則空氣中水蒸汽的壓強增大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，質量為10kg的環(huán)在F=200N的拉力作用下，沿固定在地面上的粗糙長直桿由靜止開始運動，桿與水平地面的夾角θ=37°，拉力F與桿的夾角為θ。力F作用0.5s后撤去，環(huán)在桿上繼續(xù)上滑了0.4s后速度減為零。（已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2）求：

（1）環(huán)與桿之間的動摩擦因數(shù)μ；

（2）環(huán)沿桿向上運動的總距離s。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，斜面體C放置在粗糙水平面上，質量分別為m1和m2的兩物塊A、B用細繩連接跨過定滑輪分別放置在C兩側的斜面上，斜面傾角分別是α和β，釋放A、B后斜面均保持靜止狀態(tài)，下列說法正確的有（　�。�

A. 若斜面光滑，m1sinα＝m2sinβ，則地面與斜體C間摩擦力為零

B. 若斜面光滑，m1sinα＞m2sinβ，則地面對斜面體C的摩擦力水平向左

C. 若斜面粗糙，m1≥m2，α＞β，則地面對斜面體C的摩擦力一定水平向右

D. 若靜止釋放后A向下滑動，則地面對斜面體C的支持力一定小于A、B、C三者的總重力

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，水平地面附近，小球B以初速度v斜向上瞄準另一小球A射出，恰巧在B球射出的同時，A球由靜止開始下落，不計空氣阻力．則兩球在空中運動的過程中（　　）

A. A做勻變速直線運動，B做變加速曲線運動

B. 相同時間內B速度變化一定比A的速度變化大

C. 兩球的動能都隨離地豎直高度均勻變化

D. A、B兩球一定會相碰

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，正方形abcd區(qū)域內分布著垂直紙面向里的勻強磁場，O點是cd邊的中點。一個帶正電的粒子僅在磁場力的作用下，從O點沿紙面以垂直于cd邊的速度射入磁場，經(jīng)過時間t0剛好從c點射出磁場�，F(xiàn)讓該粒子從O點沿紙面以與Od成30o角的方向，分別以大小不同的速率射入磁場，則關于該粒子在磁場中運動的時間t和離開正方形區(qū)域位置，下列分析正確的是(　　)

A. 若，則它一定從dc邊射出磁場

B. 若，則它一定從cb邊射出磁場

C. 若，則它一定從ba邊射出磁場

D. 若，則它一定從da邊射出磁場

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某物理學習小組設計了如圖所示的實驗電路準備測量未知電阻Rx的值。圖中G是指針在中央（零刻線在中央）的靈敏電流計（已知電流從左側接線柱流入指針向左偏），R是已知阻值的定值電阻，AB是一根粗細均勻的長直電阻絲，從刻度尺測得AB長度為L，D是與電阻絲接觸良好的滑動觸頭。回答下列問題：

（1）同學在某一次將D調節(jié)到如圖位置時發(fā)現(xiàn)電流計指針向右偏，則他應該把D向________（填左或右）移動適當距離，直到____________為止。

（2）他還需要測量的物理量有______________（用字母符號表示），未知電阻的計算表達式為Rx=________（用題目中給出和你設的字符表示）

（3）關于本次實驗系統(tǒng)誤差的分析為：測量值________電阻真實值（填“>”、“<”或“=”）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】質量為M＝1kg的木板靜止在粗糙水平面上，木板與地面間的動摩擦因數(shù)為μ1，在木板的左端放置一個質量為m＝1kg、大小可忽略的鐵塊．鐵塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ2，取g＝10m/s2.若在鐵塊右端施加一個從0開始增大的水平向右的力F，假設木板足夠長，鐵塊受木板摩擦力Ff隨拉力F的變化如圖所示．則兩個動摩擦因數(shù)的數(shù)值為(　　)

A. μ1＝0.1 μ2＝0.4 B. μ1＝0.1 μ2＝0.2

C. μ1＝0.2 μ2＝0.4 D. μ1＝0.4 μ2＝0.4

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】地面附近空間中存在著水平方向的勻強電場和勻強磁場，已知磁場方向垂直于紙面向里．一個帶電油滴沿著一條與豎直方向成α角的直線MN運動．由此可以判斷

A. 如果油滴帶正電，它是從M點運動到N點

B. 如果油滴帶正電，它是從N點運動到M點

C. 如果水平電場方向向右，油滴是從M點運動到N點

D. 如果水平電場方向向右，油滴是從N點運動到M點

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