【題目】某型號(hào)的回旋加速器的工作原理圖如圖甲所示，圖乙為俯視圖．回旋加速器的核心部分為D形盒，D形盒置于真空容器中，整個(gè)裝置放在電磁鐵兩極之間的磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)可以認(rèn)為是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且與D形盒盒面垂直．兩盒間狹縫很小，帶電粒子穿過的時(shí)間可以忽略不計(jì)．帶電從粒子源A處進(jìn)入加速電場(chǎng)的初速度不計(jì)，從靜止開始加速到出口處所需的時(shí)間為t（帶電粒子達(dá)到最大速度在磁場(chǎng)中完成半個(gè)圓周后被導(dǎo)引出來），已知磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，加速器接一高頻交流電源，其電壓為U，可以使帶電粒子每次經(jīng)過狹縫都能被加速，不考慮相對(duì)論效應(yīng)和重力作用，D形盒半徑R＝_______，D型盒內(nèi)部帶電粒子前三次做勻速圓周的軌道半徑之比(由內(nèi)到外)為______________．

【答案】

【解析】

[1]．設(shè)粒子從靜止開始加速到出口處運(yùn)動(dòng)了n圈，質(zhì)子在出口處的速度為v，則

質(zhì)子圓周運(yùn)動(dòng)的周期

質(zhì)子運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間

t=nT

聯(lián)立解得

；

[2]．設(shè)質(zhì)子第1次經(jīng)過狹縫被加速后的速度為v1
由動(dòng)能定理得

由牛頓第二定律有

聯(lián)立解得：

同理，粒子經(jīng)2次加速后做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑：

粒子經(jīng)3次加速后做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑：

可知D型盒內(nèi)部帶電粒子前三次做勻速圓周的軌道半徑之比(由內(nèi)到外)為：

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：

【題目】某學(xué)習(xí)小組用如圖所示的裝置驗(yàn)證“當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的加速度與它所受的合外力成正比”這一物理規(guī)律，其主要實(shí)驗(yàn)步驟如下

(1)拉力傳感器懸掛輕質(zhì)定滑輪。繞過滑輪的輕繩，一端與鉤碼A相連，另一端與礦泉水瓶相連。調(diào)節(jié)瓶中水的多少直到將鉤碼由靜止釋放后，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，拉力傳感器的示數(shù)為F0

(2)用刻度尺測(cè)出系統(tǒng)靜止時(shí)鉤碼A與速度傳感器B之間的豎直高度h。固定鉤碼A。減少瓶中的水，讓鉤碼A由靜止釋放，鉤碼A下落過程中拉力傳感器的示數(shù)為F，速度傳感器的示數(shù)為v，則鉤碼A下落過程中的加速度大小a=______

(3)繼續(xù)減少瓶中的水，重復(fù)步驟(2)記下多組F與對(duì)應(yīng)的v的值。為了驗(yàn)證"當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的加速度與它所受的合外力成正比”這一物理規(guī)律，在處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)作______圖像

A.（F0－F）－v B.（F0－F）－v2 C.（F0－F）－ D.（F0－F）－

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】地震波既有橫波，也有縱波，某監(jiān)測(cè)站截獲了一列沿x軸負(fù)方向傳播的地震橫波，在t與（t＋0.2）兩個(gè)時(shí)刻x軸上-3km~3km區(qū)間內(nèi)的波形圖分別如圖中實(shí)線和虛線所示，則下列說法正確的是（　�。�

A.x=1.5km處質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的最大距離是2A

B.該地震波的最大周期為0.8s

C.該地震波最小波速為5km/s

D.從波源開始振動(dòng)到波源遷移到地面最長(zhǎng)需要經(jīng)過1s時(shí)間

E.從t時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，x=2km處的質(zhì)點(diǎn)比x=1.5km處的質(zhì)點(diǎn)先回到平衡位置

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在光滑水平面上有一個(gè)質(zhì)量為m=1kg的小球，小球的一端與水平輕彈簧連接，另一端與不可伸長(zhǎng)的輕繩相連，輕繩與豎直方向成45°角，如圖所示。小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，且水平面對(duì)小球的彈力恰好為零，(取g=10m/s2)，則( )

A. 此時(shí)彈簧的彈力大小為

B. 剪斷細(xì)繩的瞬間，小球加速度的大小為

C. 剪斷細(xì)繩的瞬間，小球加速度的大小為

D. 剪斷細(xì)繩的瞬間，小球受到的合力方向水平向左

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下列說法正確的是（ ）

A.原子的特征譜線是原子具有核式結(jié)構(gòu)的有力證據(jù)

B.考古專家測(cè)出某具骸骨lg碳樣品中 的含量為活著的生物體lg碳樣品中含量的 ，已知的半衰期為5730年，則該生物死亡時(shí)距今約11460年

C.核泄漏事故污染物能夠產(chǎn)生對(duì)人體有害的輻射，其核反應(yīng)方程式為 → +x可以判斷x為β射線

D.核反應(yīng)堆利用石墨吸收中子控制核反應(yīng)速度

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)用如圖所示的裝置測(cè)量滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ。每次滑塊都從斜面上由靜止開始下滑，測(cè)出滑塊每次下滑時(shí)遮光板到光電門所在位置的距離L及相應(yīng)遮光時(shí)間t的值。

①用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光板的寬度d，如圖乙所示，則d = ______cm；

②為測(cè)出滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ，本實(shí)驗(yàn)不需要測(cè)出的物理量是______；

A．滑塊和遮光板的總質(zhì)量m

B．斜面的傾角θ

C．當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/span>g

③實(shí)驗(yàn)中測(cè)出了多組L和t的值，若要通過線性圖象來處理數(shù)據(jù)求μ值，則應(yīng)作出的圖象為_________。

A．圖象 B．圖象 D．圖象 C．圖象

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一個(gè)小球用輕彈簧栓住，彈簧上端栓在天花板上且處于豎直方向，小球底部和地面接觸，則小球可能受到的力的個(gè)數(shù)為（ ）

A. 1個(gè)

B. 2個(gè)

C. 3 個(gè)

D. 4個(gè)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，水平面內(nèi)固定有兩根平行的光滑長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距為L，電阻不計(jì)。整個(gè)裝置處于兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B、方向相反的豎直勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，虛線為兩磁場(chǎng)的分界線。質(zhì)量均為m的兩根相同導(dǎo)體棒MN、PQ靜置于圖示的導(dǎo)軌上（兩棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好）�，F(xiàn)使MN棒獲得一個(gè)大小為v0、方向水平向左的初速度，則在此后的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中（　　）

A.兩棒受到的安培力沖量大小相等，方向相反

B.兩棒最終的速度大小均為，方向相同

C.MN棒產(chǎn)生的焦耳熱為

D.通過PQ棒某一橫截面的電荷量為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一物體懸掛在細(xì)繩下端，由靜止開始沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中物體的機(jī)械能與物體位移關(guān)系的圖像如圖所示，其中0—s1過程的圖線為曲線，s1—s2過程的圖線為直線。根據(jù)該圖像，下列判斷正確的是（　�。�

A.0－s1過程中物體所受合力一定是變力，且不斷減小

B.0－s1過程中物體的動(dòng)能可能在不斷增大

C.s1－s2過程中物體可能在做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

D.s1－s2過程中物體可能在做勻速直線運(yùn)動(dòng)

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