13.回旋加速器是獲得高能帶電粒子的裝置.其核心部分是分別與高頻交流電源的兩極相連的兩個(gè)D形盒,兩盒間的狹縫中形成周期性變化的電場(chǎng),使粒子在通過狹縫時(shí)都能得到加速,兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.如圖所示,關(guān)于回旋加速器的下列說法中正確的是( 。
A.加速電壓越大,帶電粒子從D形盒射出時(shí)的動(dòng)能越大
B.帶電粒子從D形盒射出時(shí)的動(dòng)能與磁場(chǎng)的強(qiáng)弱無關(guān)
C.交變電場(chǎng)的周期應(yīng)為帶電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)周期的二倍
D.用同一回旋加速器分別加速不同的帶電粒子,一般要調(diào)節(jié)交變電場(chǎng)的頻率

分析 帶電粒子在回旋加速器中,靠電場(chǎng)加速,磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn),通過帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑公式得出帶電粒子射出時(shí)的速度,看與什么因素有關(guān).

解答 解:A、根據(jù)qvB=m$\frac{{v}^{2}}{R}$,解得v=$\frac{qBR}{m}$,帶電粒子射出時(shí)的動(dòng)能EK=$\frac{1}{2}$mv2=$\frac{{q}^{2}{B}^{2}{R}^{2}}{2n}$,與加速的電壓無關(guān),與磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小有關(guān).故A、B錯(cuò)誤.
C、交變電場(chǎng)的周期與帶電粒子運(yùn)動(dòng)的周期相等,帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期T=$\frac{2πm}{qB}$,與粒子的速度無關(guān),所以加速后,交變電場(chǎng)的周期不需改變,不同的帶電粒子,在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期不等,所以加速不同的帶電粒子,一般要調(diào)節(jié)交變電場(chǎng)的頻率.故C錯(cuò)誤,D正確.
故選:D.

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道回旋加速器運(yùn)用電場(chǎng)加速,磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)來加速帶電粒子,但要注意粒子射出的動(dòng)能與加速電壓無關(guān),與磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小有關(guān).

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

16.如圖所示,間距為d的兩平行虛線間存在垂直紙面向外的磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,一質(zhì)量為m、帶電量為+q的離子(重力不計(jì)),沿與磁場(chǎng)區(qū)域左邊界的夾角α=30°的方向進(jìn)入磁場(chǎng),速度大小v=$\frac{(\sqrt{3}-1)dqB}{m}$.該離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為(  )
A.$\frac{πm}{qB}$B.$\frac{3πm}{4qB}$C.$\frac{2πm}{4qB}$D.$\frac{πm}{2qB}$

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4.某一物體從靜止開始做直線運(yùn)動(dòng),其加速度隨時(shí)間變化的圖線如圖所示,則物體( 。
A.第1s內(nèi)加速運(yùn)動(dòng),第2、3s內(nèi)減速運(yùn)動(dòng),第3s末回到出發(fā)點(diǎn)
B.第1s末和第4s末速度都是8m/s
C.第2s內(nèi)的位移為2m
D.第3s末速度為零,且此時(shí)開始改變運(yùn)動(dòng)方向

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1.如圖所示,一個(gè)截面近似為半圓內(nèi)部光滑的碗放在桌面邊沿,一根不可伸長(zhǎng)的輕繩兩端分別連接a、b兩個(gè)小球(a球的質(zhì)量大于b球的質(zhì)量),碗的半徑遠(yuǎn)大于小球的半徑,現(xiàn)在將小球a從碗口釋放,在小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過程中,下列說法錯(cuò)誤的是( 。
A.當(dāng)a球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí),a、b兩球速度大小相等
B.a球的機(jī)械能的變化量等于b球機(jī)械能的變化量
C.繩子對(duì)a球做的功大小等于對(duì)b球做的功
D.a球重力勢(shì)能的減小量大于兩球總動(dòng)能的增加量

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8.下列說法正確的是(  )
A.洛倫茲力既不能改變帶電粒子的動(dòng)能,也不能改變帶電粒子的速度
B.運(yùn)動(dòng)電荷在某處不受洛倫茲力作用,則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零
C.運(yùn)動(dòng)電荷在磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零的地方,一定受到洛倫茲力作用
D.洛倫茲力對(duì)帶電粒子永遠(yuǎn)不做功

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18.某赤道平面內(nèi)的衛(wèi)星自西向東飛行繞地球做圓周運(yùn)動(dòng),該衛(wèi)星離地高度為h,赤道上某人通過觀測(cè),前后兩次出現(xiàn)在人的正上方最小時(shí)間間隔為t,已知地球的自轉(zhuǎn)周期為T0,地球的質(zhì)量為M,引力常量為G,由此可知( 。
A.地球的半徑為$\root{3}{\frac{GM(t-{T}_{0})^{2}}{4{π}^{2}}}$
B.地球的半徑為$\root{3}{\frac{GM{t}^{2}{{T}_{0}}^{2}}{4{π}^{2}(t+{T}_{0})^{2}}}$
C.該衛(wèi)星的運(yùn)行周期為t-T0
D.該衛(wèi)星運(yùn)行周期為$\frac{t{T}_{0}}{t+{T}_{0}}$

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5.一質(zhì)點(diǎn)以初速度v0沿x軸正方向運(yùn)動(dòng),已知加速度方向沿x軸正方向,當(dāng)加速度a的值由零逐漸增大到某一值后再逐漸減小到0的過程中,該質(zhì)點(diǎn)( 。
A.速度先增大后減小,直到加速度等于零時(shí)速度為零
B.速度一直在增大,直到加速度等于零時(shí)速度達(dá)到最大值
C.位移先增大,后減小,直到加速度等于零時(shí)停止運(yùn)動(dòng)
D.位移一直在增大,直到加速度等于零時(shí)停止運(yùn)動(dòng)

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2.如圖所示,在粗糙水平面上的A、B兩物體與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ,質(zhì)量分別為mA和mB.兩物體間有一彈簧與兩物體連接.當(dāng)物體A受到恒定的水平拉力F時(shí),兩物體沿水平面做穩(wěn)定的勻加速運(yùn)動(dòng),彈簧的形變量為△x1.現(xiàn)用同樣大小的力F水平推物體B,使它們?nèi)宰龇(wěn)定的勻加速運(yùn)動(dòng),此時(shí)彈簧的形變量為△x2.彈簧始終在彈性限度內(nèi).則關(guān)于△x1和△x2的判斷正確的是( 。
A.△x1=△x2B.$\frac{△{x}_{1}}{△{x}_{2}}$=$\frac{{m}_{B}}{{m}_{A}}$
C.$\frac{△{x}_{1}}{△{x}_{2}}$=$\frac{F-μ{m}_{A}g}{F-μ{m}_{B}g}$D.$\frac{△{x}_{1}}{△{x}_{2}}$=$\frac{F-μ{m}_{B}g}{F-μ{m}_{A}g}$

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3.某種材料的導(dǎo)體,其I-U圖象如圖所示,圖象上A點(diǎn)與原點(diǎn)的連線與橫軸成α角,A點(diǎn)的切線與橫軸成β角.下列說法正確的是( 。
A.導(dǎo)體的電功率隨電壓U的增大而增大
B.導(dǎo)體的電阻隨電壓U的增大而增大
C.在A點(diǎn),導(dǎo)體的電阻為tanα
D.在A點(diǎn),導(dǎo)體的電阻為tanβ

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