【題目】2019年國產(chǎn)首套超導(dǎo)質(zhì)子回旋加速器進(jìn)入集成測(cè)試階段，通過該設(shè)備可以將質(zhì)子的能量加速到230MeV，質(zhì)子被引出后射入人體，當(dāng)?shù)竭_(dá)病灶的瞬間，釋放大量能量，實(shí)現(xiàn)對(duì)癌細(xì)胞的精準(zhǔn)清除，不損傷人體正常細(xì)胞，是癌癥患者的福音�；匦铀倨鞯脑砣鐖D，D1和D2是兩個(gè)中空的半徑為R的半圓金屬盒，接在電壓為U、周期為T的交流電源上，位于D2圓心處的質(zhì)子源A能不斷產(chǎn)生質(zhì)子(初速度可以忽略，重力不計(jì))，質(zhì)子在兩盒之間被電場(chǎng)加速，D1、D2置于與盒面垂直的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。已知質(zhì)子的電量為q、質(zhì)量為m，忽略質(zhì)子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，不考慮加速過程中的相對(duì)論效應(yīng)，下列說法正確的是（ ）

A.交流電源的周期

B.質(zhì)子第一次進(jìn)入D1盒與第一次進(jìn)入D2盒的半徑之比為1:2

C.質(zhì)子在電場(chǎng)中加速的次數(shù)為

D.若只增大交變電壓U，則質(zhì)子的最大動(dòng)能Ek會(huì)變大

【答案】AC

【解析】

A．質(zhì)子在回旋加速器中每做半個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)電場(chǎng)變換一次，則回旋加速器的交流電頻率等于質(zhì)子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)周期，故有，故A正確；

B．質(zhì)子第一次進(jìn)入D1盒時(shí)加速了一次，設(shè)速度為，有

做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為，有

可得

質(zhì)子第一次進(jìn)入D2盒時(shí)加速了兩次，同理推得，故兩半徑之比為

故B錯(cuò)誤；

D．無論質(zhì)子在電場(chǎng)中加速多少次，最后都是從磁場(chǎng)中以最大速度勻速圓周離開，有

可得最大動(dòng)能為

故有質(zhì)子的最大動(dòng)能與加速電壓U無關(guān)，與加速度的最大半徑R有關(guān)，故若只增大交變電壓U，則質(zhì)子的最大動(dòng)能不變，故D錯(cuò)誤；

C．由最大動(dòng)能可推出質(zhì)子在電場(chǎng)中的加速次數(shù)，有

解得質(zhì)子在電場(chǎng)中加速的次數(shù)為

故C正確。

故選AC。

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】如圖所示，已知某勻強(qiáng)電場(chǎng)方向平行于正六邊形ABCDEF所在平面，若規(guī)定D點(diǎn)電勢(shì)為零，則A、B、C的電勢(shì)分別為8V、6V、2V。初動(dòng)能為12eV、電荷量大小為2e（e為元電荷）的帶電粒子從A沿著AC方向射入電場(chǎng)，恰好經(jīng)過BC的中點(diǎn)G，不計(jì)粒子的重力，下列說法正確的是

A、該粒子一定帶負(fù)電

B、該粒子達(dá)到點(diǎn)G時(shí)的動(dòng)能為20eV

C、只改變粒子在A點(diǎn)初速度的方向，該粒子不可能經(jīng)過C

D、若該粒子以不同速率從D點(diǎn)沿DF方向入射，該粒子可能垂直經(jīng)過CE

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，半徑為R、質(zhì)量為M的半圓形軌道放在水平面上，一個(gè)質(zhì)量為m的小球從半圓形軌道的頂端a點(diǎn)正上方某高度處無初速釋放，剛好可以從a點(diǎn)沿切線進(jìn)入軌道，所有接觸面均光滑，下列說法正確有（ ）

A.若軌道固定在地面上，m的機(jī)械能守恒、m與M系統(tǒng)動(dòng)量不守恒

B.若軌道不固定，M和m系統(tǒng)機(jī)械能不守恒、m與M系統(tǒng)水平方向的動(dòng)量守恒

C.軌道固定時(shí)，小球可以上升到原高度；軌道不固定時(shí)，小球不能回到原高度

D.無論軌道是否固定，小球均可上升到原來高度

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，虛線為兩磁場(chǎng)的邊界，左側(cè)磁場(chǎng)垂直紙面向里，右側(cè)磁場(chǎng)垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。一邊長為L、電阻為R的單匝正方形導(dǎo)體線圈abcd，水平向右運(yùn)動(dòng)到圖示位置時(shí)，速度大小為v，則（ ）

A.ab邊受到的安培力向左，cd邊受到的安培力向右

B.ab邊受到的安培力向右，cd邊受到的安培力向左

C.線圈受到的安培力的大小為

D.線圈受到的安培力的大小為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】繃緊的傳送帶與水平方向夾角為37°，傳送帶的v-t圖像如圖所示。t=0時(shí)刻質(zhì)量為1kg的物體從B點(diǎn)滑上傳送帶并沿傳送帶向上做勻速運(yùn)動(dòng)，3s后開始減速，在t=4s時(shí)物體恰好到達(dá)最高點(diǎn)A點(diǎn)。重力加速度為10m/s2。對(duì)物體從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A的過程中，下列正確的是（sin=0.6，cos=0.8）（　　）

A.物體重力勢(shì)能增加35J

B.摩擦力做功20.5J

C.物體在傳送帶上運(yùn)動(dòng)過程產(chǎn)生的熱量為12J

D.物體與傳送帶間的摩擦因數(shù)為0.75

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】碰撞的恢復(fù)系數(shù)的定義為其中v10和v20分別是碰撞前兩物體的速度，v1和v2分別是碰撞后兩物體的速度，彈性碰撞的恢復(fù)系數(shù)e=1，非彈性碰撞的e<1，現(xiàn)利用下圖中的裝置來測(cè)量兩滑塊碰撞的恢復(fù)系數(shù)，從而判斷出碰撞類型。在水平氣墊導(dǎo)軌上固定兩個(gè)光電門1和2，分別在光電門1的左側(cè)和兩光電門之間放置A、B兩個(gè)滑塊，滑塊上分別固定一遮光片，光電計(jì)數(shù)器(圖中未畫)可以記錄遮光片通過光電門的時(shí)間，實(shí)驗(yàn)測(cè)得兩遮光片的寬度d均為1.00cm�，F(xiàn)給A一向右的初速度，通過光電門1時(shí)，光電計(jì)數(shù)器顯示的時(shí)間t1=5.00ms，A與靜止的B發(fā)生碰撞后，B向右運(yùn)動(dòng)通過光電門2，光電計(jì)數(shù)器顯示的時(shí)間，A向左彈回，再次通過光電門1時(shí)，光電計(jì)數(shù)器再次顯示的時(shí)間。

請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)回答以下幾個(gè)問題：

(1)A碰撞前的速度大小vA=_______m/s，碰撞后的速度大小=____m/s，B碰撞后的速度大小=________m/s（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）；

(2)規(guī)定向右為正方向，求此次碰撞的恢復(fù)系數(shù)e=________（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，虛線為兩磁場(chǎng)的邊界，虛線左側(cè)存在著半徑為R的半圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向里，圓心O為虛線上的一點(diǎn)，虛線右側(cè)存在著寬度為R的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直紙面向外。質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電的粒子，從圓周上的A點(diǎn)以某一初速度沿半徑方向射入半圓形磁場(chǎng)區(qū)域，恰好從D點(diǎn)射出，AO垂直OD。若將帶電粒子從圓周上的C點(diǎn)，以相同的初速度射入磁場(chǎng)，已知∠AOC=53°，粒子剛好能從虛線右側(cè)磁場(chǎng)區(qū)域射出，不計(jì)粒子重力，sin53°=0.8，cos53°=0.6，求：

(1)帶電粒子的初速度及其從A到D的運(yùn)動(dòng)時(shí)間；

(2)粒子從C點(diǎn)入射，第一次運(yùn)動(dòng)到兩磁場(chǎng)的邊界時(shí)速度的方向及其離O點(diǎn)的距離；

(3)虛線右側(cè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】“守株待兔”是我們熟悉的寓言故事，它出自《韓非子》，原文為：宋人有耕田者。田中有株，兔走觸株，折頸而死。因釋其耒而守株，翼復(fù)得兔。兔不可復(fù)得，而身為宋國笑。假設(shè)一只兔子質(zhì)量為2kg，受到驚嚇后從靜止開始沿水平道路勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過1.2s速度大小達(dá)到9m/s后勻速奔跑，撞樹后被水平彈回，反彈速度大小為1m/s，設(shè)兔子與樹的作用時(shí)間為0.05s，重力加速度g=10m/s2.下列說法確的是（　�。�

A.加速過程中兔子的加速度為180m/s2

B.加速過程中地面對(duì)兔子的平均作用力大小為20N

C.撞樹過程中樹對(duì)兔子的平均作用力大小為320N

D.撞樹過程中樹對(duì)兔子的平均作用力大小為400N

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，物體A、B通過細(xì)繩及輕質(zhì)彈簧連接在輕滑輪兩側(cè)，物體A、B的質(zhì)量分別為2m、m，開始時(shí)細(xì)繩伸直，用手托著物體A使彈簧處于原長且A與地面的距離為h，物體B靜止在地面上，放手后物體A下落，與地面即將接觸時(shí)速度大小為v，此時(shí)物體B對(duì)地面恰好無壓力，不計(jì)一切摩擦及空氣阻力，重力加速度大小為g，則下列說法中正確的是( )

A. 物體A下落過程中，物體A和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

B. 彈簧的勁度系數(shù)為

C. 物體A著地時(shí)的加速度大小為

D. 物體A著地時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為

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