16．回旋加速器的核心部分是真空室中的兩個(gè)相距很近的D形金屬盒．把它們放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于盒面向下．連接好高頻交流電源后，兩盒間的窄縫中能形成勻強(qiáng)電場(chǎng)，帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，每次通過(guò)兩盒間的窄縫時(shí)都能被加速，直到達(dá)到最大圓周半徑時(shí)通過(guò)特殊裝置引出，如果用同一回旋加速器分別加速氚核（${\;}_{1}^{3}$H）和α粒子（${\;}_{2}^{4}$He），比較它們所需的高頻交流電源的周期和引出時(shí)的最大動(dòng)能，下列說(shuō)法正確的是（　�。�
A．加速氚核的交流電源的周期較大；氚核獲得的最大動(dòng)能較大
B．加速氚核的交流電源的周期較��；氚核獲得的最大動(dòng)能較大
C．加速氚核的交流電源的周期較大，氚核獲得的最大動(dòng)能較小
D．加速氚核的交流電源的周期較小；氚核獲得的最大動(dòng)能較小

分析 回旋加速器工作時(shí)，交流電源的周期和粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期相等，粒子在圓周運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中一次一次地經(jīng)過(guò)D形盒縫隙，兩盒間的電勢(shì)差一次一次地反向，粒子就會(huì)被一次一次地加速．由牛頓第二定律推導(dǎo)出最大動(dòng)能的表達(dá)式和周期表達(dá)式進(jìn)行討論即可．

解答 解：交流電源的周期等于粒子圓周運(yùn)動(dòng)的周期，為：T=$\frac{2πm}{qB}$，由于氚核的$\frac{m}{q}$較大，則加速氚核的交流電源的周期較大；
根據(jù) qvB=m$\frac{{v}_{m}^{2}}{R}$得，粒子出D形盒時(shí)最大速度為 vm=$\frac{qBR}{m}$，最大動(dòng)能為：Ekm=$\frac{1}{2}m{v}_{m}^{2}$=$\frac{{q}^{2}{B}^{2}{R}^{2}}{2m}$；由于氚核的$\frac{{q}^{2}}{m}$較小，則氚核獲得的最大動(dòng)能較�。�
故ABD錯(cuò)誤，C正確；
故選：C

點(diǎn)評(píng) 對(duì)于回旋加速器，關(guān)鍵是要理解其工作原理，掌握工作條件，由洛倫茲力等于向心力，得到最大動(dòng)能表達(dá)式．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

18．如圖所示，皮帶傳動(dòng)裝置中，右邊兩輪是連在一起共軸轉(zhuǎn)動(dòng)，圖中三輪半徑分別為，r1=3r，r2=2r，r3=4r；A、B、C三點(diǎn)為三個(gè)輪邊緣上的點(diǎn)，A、B、C三點(diǎn)的線速度分別為v1、v2、v3，向心加速度分別為a1、a2、a3，則下列比例關(guān)系正確的是（　　）
A．$\frac{a_1}{a_2}=\frac{3}{2}$B．$\frac{a_2}{a_3}=\frac{1}{2}$C．$\frac{v_1}{v_2}=\frac{3}{2}$D．$\frac{v_2}{v_3}=2$

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

19．如圖所示，一玻璃球體的半徑為R，O為球心，MN為直徑，從N點(diǎn)向玻璃球內(nèi)發(fā)出兩條相同的單色光線，其中光線NP在P點(diǎn)射出玻璃球，出射光線平行與MN，光線NQ恰好在Q點(diǎn)發(fā)出全反射，已知∠MNP=30°，求：
（1）玻璃對(duì)該單色光的折射率
（2）球心O到NQ的距離．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

4．如圖甲，足夠長(zhǎng)的 U型金屬導(dǎo)軌固定放置在傾角為θ（未知）的絕緣斜面上，并處于垂直斜面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T．質(zhì)量為m=0.1kg、電阻為r=0.2Ω的導(dǎo)體棒ab垂直放在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌接觸良好，且不計(jì)摩擦．導(dǎo)軌寬度l=0.4m，僅cd邊有電阻，其阻值為R（未知）．如圖乙是導(dǎo)體棒ab從靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌下滑過(guò)程中的加速度與速度關(guān)系，g取10m/s2，求：
（1）當(dāng)棒的速度達(dá)到最大值時(shí)，棒中的感應(yīng)電流大小和方向；
（2）當(dāng)棒的速度達(dá)到最大速度的一半時(shí)，ab棒所受安培力的功率；
（3）已知棒從靜止開(kāi)始下滑4m的過(guò)程中ab棒上產(chǎn)生的熱量Q為0.8J，求下滑到4m時(shí)棒的速度v的大小以及這一過(guò)程中流過(guò)ab棒的電量q．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

11．下列各圖的線圈中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（　�。�
A．B．C．D．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

1．如圖所示，有一光滑、不計(jì)電阻且較長(zhǎng)的“π“平行金屬導(dǎo)軌，間距L=1m，導(dǎo)軌所在的平面與水平面的傾角為37°，導(dǎo)軌空間內(nèi)存在垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．現(xiàn)將一質(zhì)量m=0.1kg、電阻R=2Ω的金屬桿水平靠在導(dǎo)軌處，與導(dǎo)軌接觸良好．（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）
（1）若磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化滿足B=2+0.2t（T），金屬桿由距導(dǎo)軌頂部l　m處釋放，求至少經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間釋放，會(huì)獲得沿斜面向上的加速度；
（2）若勻強(qiáng)磁場(chǎng)大小為定值，對(duì)金屬桿施加一個(gè)平行于導(dǎo)軌斜面向下的外力F，其大小為產(chǎn)F=v+0.4（N），v為金屬桿運(yùn)動(dòng)的速度，使金屬桿以恒定的加速度a=10m/s2沿導(dǎo)軌向下做勻加速運(yùn)動(dòng)，求勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大�。�

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

8．如圖所示，遙控電動(dòng)賽車通電后電動(dòng)機(jī)以額定功率P=3W工作，賽車（可視為質(zhì)點(diǎn)）從A點(diǎn)由靜止出發(fā)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t（未知）后關(guān)閉電動(dòng)機(jī)，賽車?yán)^續(xù)前進(jìn)至B點(diǎn)后水平飛出，恰好在C點(diǎn)沿著切線方向進(jìn)入固定在豎直平面內(nèi)的圓弧形光滑軌道，通過(guò)軌道最高點(diǎn)D水平飛出，E點(diǎn)為圓弧形軌道的最低點(diǎn)．已知賽車在水平軌道AB部分運(yùn)動(dòng)時(shí)受到恒定阻力f=0.5N，賽車的質(zhì)量m=0.8kg，軌道AB的長(zhǎng)度L=6.4m，B、C兩點(diǎn)高度差h=0.45m，賽車在C點(diǎn)的速度大小vc=5m/s，圓形軌道的半徑R=0.5m．不計(jì)空氣阻力．取g=10m/s2．sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：
（1）賽車運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度vB的大�。�
（2）賽車電動(dòng)機(jī)工作的時(shí)間t；
（3）賽車經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)D時(shí)對(duì)軌道的壓力的大�。�

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

5．如圖所示，一位同學(xué)做飛鏢游戲，已知圓盤的直徑為d，飛鏢距圓盤為L(zhǎng)，且對(duì)準(zhǔn)圓盤上邊緣的A點(diǎn)水平拋出，初速度為v0，飛鏢拋出的同時(shí)，圓盤以垂直圓盤過(guò)盤心O的水平軸勻速運(yùn)動(dòng)，角速度為ω．若飛鏢恰好擊中A點(diǎn)，則下列關(guān)系正確的是（　�。�
A．v0=ω$\fracviwfoj2{2}$B．ωL=π（1+2n）v0，（n=0，1，2，3，…）
C．2dv02=L2gD．dω2=gπ2（1+2n）2，（n=0，1，2，3，…）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

6．如圖甲所示為用電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置．

（1）關(guān)于這一實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法中正確的是D．
A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接直流電源
B．應(yīng)先釋放紙帶，后接通電源打點(diǎn)
C．需使用秒表測(cè)出重物下落的時(shí)間
D．測(cè)出紙帶上兩點(diǎn)跡間的距離，可知重物相應(yīng)的下落高度
（2）除了圖甲中所注明的器材外，實(shí)驗(yàn)中還需要學(xué)生電源、導(dǎo)線、刻度尺．
（3）若已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率為50Hz，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣热=9.80m/s2，重物質(zhì)量為0.1kg．實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶如圖乙所示，打P點(diǎn)時(shí)，重物的速度為零，A、B、C為另外3個(gè)連續(xù)點(diǎn)．根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)，可知重物由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，重力勢(shì)能減少量△Ep=4.91．（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字），若△Ep＞△Ek，造成此誤差的主要原因是重物下落克服阻力做功．

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