17.回旋加速器工作原理示意圖如圖所示,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與盒面垂直,兩盒間的狹縫很小,粒子穿過的時(shí)間可忽略,它們接在電壓為U、頻率為f的交流電源上,若A處粒子源產(chǎn)生的質(zhì)子在加速器中被加速,下列說法正確的是(  )
A.若只增大交流電壓U,則質(zhì)子獲得的最大動(dòng)能增大
B.若只增大交流電壓U,則質(zhì)子在回旋加速器中運(yùn)行時(shí)間會(huì)變短
C.若磁感應(yīng)強(qiáng)度B增大,交流電頻率f必須適當(dāng)增大才能正常工作
D.不改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B和交流電頻率f,該回旋加速器也能用于加速α粒子

分析 回旋加速器粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的周期和高頻交流電的周期相等,當(dāng)粒子從D形盒中出來時(shí),速度最大,此時(shí)運(yùn)動(dòng)的半徑等于D形盒的半徑,再推導(dǎo)出動(dòng)能表達(dá)式,從而即可不解.

解答 解:A、當(dāng)粒子從D形盒中出來時(shí)速度最大,根據(jù)qvmB=m$\frac{{v}_{m}^{2}}{R}$,得vm=$\frac{qBR}{m}$,那么質(zhì)子獲得的最大動(dòng)能EKm=$\frac{{q}^{2}{B}^{2}{R}^{2}}{2m}$,則最大動(dòng)能與交流電壓U無關(guān).故A錯(cuò)誤.
    B、根據(jù)T=$\frac{2πm}{Bq}$,若只增大交變電壓U,不會(huì)改變質(zhì)子在回旋加速器中運(yùn)行的周期,但加速次數(shù)減少,則運(yùn)行時(shí)間也會(huì)變短.故B正確.
    C、根據(jù)T=$\frac{2πm}{Bq}$,若磁感應(yīng)強(qiáng)度B增大,那么T會(huì)減小,只有當(dāng)交流電頻率f必須適當(dāng)增大才能正常工作.故C正確.
    D、帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的周期與加速電場的周期相等,根據(jù)T=$\frac{2πm}{Bq}$知,換用α粒子,粒子的比荷變化,周期變化,回旋加速器需改變交流電的頻率才能加速α粒子.故D錯(cuò)誤.
故選:BC.

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道當(dāng)粒子從D形盒中出來時(shí),速度最大,從而得出最大動(dòng)能的表達(dá)式,以及知道回旋加速器粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的周期和高頻交流電的周期相等.

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:解答題

5.在如圖所示的電路中,電源電動(dòng)勢E=10V,內(nèi)阻r未知,R1是阻值為9Ω的定值電阻,R2是由某金屬氧化物制成的導(dǎo)體棒,可視為非純電阻,實(shí)驗(yàn)證明通過R2的電流I和它兩端電壓U遵循I=0.1U3的規(guī)律.閉合開關(guān)S后,理想電流表的示數(shù)為0.8A.求:
(1)R1、R2消耗的電功率P1、P2
(2)電源的內(nèi)阻r.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

8.物理課上老師拿出了如圖所示的一套實(shí)驗(yàn)裝置問同學(xué)們可以用來完成高中物理中的哪些學(xué)生實(shí)驗(yàn),下面是甲、乙、丙三位同學(xué)的不同構(gòu)想.

(1)甲同學(xué)用圖1此裝置來完成《探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》的實(shí)驗(yàn).
①要完成該實(shí)驗(yàn),下列做法正確的是AC(填字母代號(hào))
A.調(diào)節(jié)滑輪的高度,使?fàn)恳≤嚨募?xì)繩與長木板保持平行
B.實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)讓小車盡量的靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,且應(yīng)先放開小車再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源
C.在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡小車受到的摩擦力時(shí),不應(yīng)將鉤碼通過定滑輪拴在小車上
D.通過增減小車上的砝碼改變小車質(zhì)量時(shí),需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度
②設(shè)鉤碼的總質(zhì)量為m,小車和砝碼的總質(zhì)量為M,實(shí)驗(yàn)中要進(jìn)行m和M的選取,以下最合理的一組是:C
A.M=200g,m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
B.M=200g,m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
C.M=400g,m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
D.M=400g,m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
(2)乙同學(xué)用該裝置來完成《探究繩的拉力做功與小車動(dòng)能變化的關(guān)系》的實(shí)驗(yàn).
平衡摩擦力后,當(dāng)他用多個(gè)鉤碼牽引小車時(shí),發(fā)現(xiàn)小車運(yùn)動(dòng)過快,致使打出的紙帶上點(diǎn)數(shù)較少,難以選到合適的點(diǎn)來計(jì)算小車的速度,在保證所掛鉤碼數(shù)目不變的條件下,請(qǐng)你利用本實(shí)驗(yàn)的器材提出一個(gè)解決辦法:在小車上加適量鉤碼.
(3)丙同學(xué)用該裝置來完成《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》的實(shí)驗(yàn).
①實(shí)驗(yàn)中得到了一條紙帶如圖2所示,選擇點(diǎn)跡清晰且便于測量的連續(xù)7個(gè)點(diǎn)(標(biāo)號(hào)0~6),測出0到1、2、3、4、5、6點(diǎn)的距離分別為d1、d2、d3、d4、d5、d6,打點(diǎn)周期為T.則打下點(diǎn)2時(shí)小車的速度v2=$\frac{0e1n055_{3}-v7vilve_{1}}{2T}$;若測得小車的質(zhì)量為M、鉤碼的總質(zhì)量為m,打下點(diǎn)1和點(diǎn)5時(shí)小車的速度分別用v1、v5表示,已知重力加速度為g,若不計(jì)一切阻力,則驗(yàn)證點(diǎn)1與點(diǎn)5間系統(tǒng)的機(jī)械能守恒的關(guān)系式可表示為$mg(njco6a4_{5}-yd3evqw_{1})=\frac{1}{2}(M+m)({v}_{5}^{2}-{v}_{1}^{2})$(用相關(guān)的字母表示).
②下列有關(guān)三位同學(xué)都用以上裝置分別完成各自的實(shí)驗(yàn)中你認(rèn)為正確的是:CD
A.實(shí)驗(yàn)中甲必須用天平測出小車的質(zhì)量,乙、丙不需要測出小車的質(zhì)量
B.實(shí)驗(yàn)中甲、乙必須將長木板墊起一定角度以平衡摩擦力,丙不需要平衡摩擦力
C.實(shí)驗(yàn)中甲、乙、丙都要滿足鉤碼的質(zhì)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量
D.實(shí)驗(yàn)中甲、乙、丙都要先接通電源,再放開小車,且小車要盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

5.在探究加速度與物體所受合外力和質(zhì)量間的關(guān)系時(shí),采用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置,小車及車中的砝碼質(zhì)量用M表示,盤及盤中的砝碼質(zhì)量用m表示,小車的加速度可由小車后拖動(dòng)的紙帶由打點(diǎn)計(jì)數(shù)器打上的點(diǎn)計(jì)算出:
(1)當(dāng)m與M的大小關(guān)系滿足m<<M時(shí),才可以認(rèn)為繩子對(duì)小車的拉力大小等于盤和砝碼的重力.
(2)一組同學(xué)在先保持盤及盤中的砝碼質(zhì)量一定,探究做加速度與質(zhì)量的關(guān)系,以下做法正確的是:BC
A.平衡摩擦力時(shí),應(yīng)將盤及盤中的砝碼用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上
B.每次改變小車的質(zhì)量時(shí),不需要重新平衡摩擦力
C.實(shí)驗(yàn)時(shí),要保證繩和紙帶均與木板平行以減小誤差
D.小車運(yùn)動(dòng)的加速度可用天平測出m以及小車質(zhì)量M,直接用公式 a=mg/M求出.
(3)乙圖為本實(shí)驗(yàn)中接在50Hz的低壓交流電上的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,在紙帶做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)打出的一條紙帶,圖中所示的是每打5個(gè)點(diǎn)所取的計(jì)數(shù)點(diǎn),但第3個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)沒有畫出,設(shè)計(jì)數(shù)點(diǎn)1和2間距為S1,計(jì)數(shù)點(diǎn)4和5間距為S4由圖數(shù)據(jù)可得計(jì)算加速度的表達(dá)式是$a=\frac{{s}_{4}-{s}_{1}}{3{T}^{2}}$:該物體的加速度為0.74m/s2;(所有結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

12.如圖 (a)為某同學(xué)設(shè)計(jì)的“探究加速度與物體所受合力F及質(zhì)量m的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置簡圖,A為小車,B為電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,C為裝有砝碼的小桶,D為一端帶有定滑輪的長方形木板.在實(shí)驗(yàn)中近似認(rèn)為細(xì)線對(duì)小車?yán)的大小等于砝碼和小桶的總重力,小車運(yùn)動(dòng)加速度a可用紙帶上的點(diǎn)求得.
(1)實(shí)驗(yàn)過程中,電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接在交流(選填“直流”或“交流”)電源上.調(diào)整定滑輪的高度,使細(xì)線與木板平行.
(2)圖(b)是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶的一部分,電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率為50Hz,其中0、1、2、3、4是計(jì)數(shù)點(diǎn),每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)(圖中未標(biāo)出),計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示,打“3”計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為0.26m/s,由紙帶求出小車的加速度的大小a=0.50m/s2.(計(jì)算結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)
(3)在“探究加速度與合外力的關(guān)系”時(shí),保持小車的質(zhì)量不變,改變小桶中砝碼的質(zhì)量,當(dāng)時(shí)小桶及桶中砝碼重力近似等于小車所受拉力;該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度a與合力F關(guān)系圖線如圖(c)所示,該圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn),試分析圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因?yàn)槠胶饽Σ亮^度.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

2.關(guān)于力的合成與分解,下列說法正確的是( 。
①分力一定時(shí),合力大小隨兩力夾角增大而減小
②合力的大小可能小于分力中最小者
③一個(gè)力在分解的時(shí)候只能分解為兩個(gè)分力
④力的合成只有唯一解.
A.①②③B.①②④C.②③④D.①③④

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

9.將重物豎直提起,先是從靜止開始勻加速上升,緊接著勻速上升.如果前后兩過程的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同,不計(jì)空氣阻力,則以下說法正確是( 。
A.加速過程中拉力的功比勻速過程中拉力的功大
B.勻速過程中拉力的功比加速過程中拉力的功多
C.兩過程中拉力的功一樣多
D.上述三種情況都有可能

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

6.在汽車車頂用細(xì)線懸掛一小球,當(dāng)汽車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),懸線將與豎直方向成某一固定角度,如圖所示.若在汽車底板上還有一個(gè)跟其相對(duì)靜止的物體m,則關(guān)于汽車的運(yùn)動(dòng)情況和物體m的受力情況,正確的說法是( 。
A.汽車可能向右做勻加速運(yùn)動(dòng)
B.汽車可能向左做勻減速運(yùn)動(dòng)
C.m除受到重力和底板的支持力作用外,還一定受到向有的摩擦力作用
D.m除受到重力和底板的支持力作用外,還可能受到向左的摩擦力作用

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

7.如圖所示,一個(gè)傾角為θ=30°,長度為L=10m的斜面固定在水平地面上,將一個(gè)質(zhì)量m=1kg的小滑塊放在斜面上,向下輕輕一推,它剛好能勻速下滑,如果用大小為F=20N的力,平行于斜面向上拉物體,讓物體從斜面底端由靜止開始運(yùn)動(dòng).g取10m/s2
(1)小滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;
(2)若力F一直作用在小滑塊上,則小滑塊到達(dá)斜面頂端時(shí)的速度大;
(3)要使小滑塊能夠到達(dá)斜面頂端,力F作用的時(shí)間至少多長.

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