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10.回旋加速器是加速帶電粒子的裝置,其原理如圖所示,它由兩個銅質D1、D2形盒構成,其間留有空隙,下列說法正確的是( �。�
A.離子由加速器的中心附近進入加速器并從電場中獲得能量
B.只增大空隙間的距離可使離子射出時的動能增加
C.離子在運動過程中速度越快,走過半圓的時間越短
D.只增大金屬盒的半徑可使離子射出時的動能增加

分析 離子由加速器的中心附近進入加速器,而從邊緣離開加速器;洛倫茲力并不做功,而電場力對離子做正功,可知離子能從電場獲得能量.當離子在磁場中圓周運動的半徑等于D形盒半徑時,速度最大,動能最大,根據(jù)洛倫茲力充當向心力,列式得到最大動能的表達式,再進行分析增加最大動能的方法.

解答 解:A、離子每次通過D形盒D1、D2間的空隙時,電場力做正功,動能增加,所以離子從電場中獲得能量.故A正確.
B、設D形盒的半徑為R,當離子圓周運動的半徑等于R時,獲得的動能最大,則由Bqv=mv2R
可得:v=BqRm,則最大動能為:Ekm=12mv2=B2q2R22m
可見,最大動能與加速電壓,及極板間的空隙間距均無關,而當增大D形盒的半徑可增加離子從回旋加速器中獲得的最大動能.故B錯誤,D正確.
C、離子在運動過程中速度越快,根據(jù)周期公式T=\frac{2πm}{Bq},在磁場中周期與速度無關,因此走過半圓的時間仍不變,故C錯誤.
故選:AD.

點評 回旋加速器是利用磁場中的圓周運動使離子反復加速的,加速電場的強弱不會影響最后的動能,但金屬盒的半徑制約了最大動能,達到最大半徑后,粒子無法再回到加速電場繼續(xù)加速.

練習冊系列答案
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20.如圖所示在一勻強磁場中有一U形導線框abcd,線框處于水平面內(nèi),磁場與線框平面垂直,R為一電阻,ef為垂直于ab的一根導體桿,它可以在ab、cd上無摩擦地滑動.桿ef及線框中導線的電阻都可不計.開始時,給ef一個向右的初速度,則(  )
A.ef將勻減速向右運動B.ef將減速向右運動,但不是勻減速
C.ef將往返運動D.ef將減速向右運動,最后停止

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

1.某物理實驗小組利用實驗室提供的器材測量一待測電阻的阻值.可選用器材的代號和規(guī)格如下:
電流表A1(量程250mA,內(nèi)阻r1=5Ω,)
電流表A2(量程300mA,內(nèi)阻r2約為10Ω)
待測電阻Rx(阻值約為100Ω)
滑動變阻器R(最大阻值10Ω)
蓄電池E(電動勢為6V,內(nèi)阻,r約為1Ω)
單刀單擲開關S,導線若干
①小組同學根據(jù)實驗器材所設計的實驗電路原理圖如圖1所示,但兩只電表的符號沒有明確.請在圖2中將下列實驗器材按電路圖連成實驗電路,并在電表下方的虛線框內(nèi)標明兩只電表的符號.
②他們需要直接測量的物理量及符號是兩電流表A1、A2的讀數(shù)I1、I2用所測物理量表示待測電阻的計算式為Rx=\frac{{I}_{1}r}{{I}_{2}-{I}_{1}}

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18.假設兩顆“近地”衛(wèi)星1和2的質量相同,都繞地球做勻速圓周運動,如圖所示,衛(wèi)星2的軌道半徑更大些.兩顆衛(wèi)星相比較,下列說法中正確的是( �。�
A.衛(wèi)星1的向心加速度較小B.衛(wèi)星1的動能較小
C.衛(wèi)星1的周期較小D.衛(wèi)星1的機械能較大

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

5.如圖所示,質量均為m的物體B、C分別與輕質彈簧的兩端相栓接,將它們放在光滑水平面上,靜止時彈簧的形變量為x0.將質量也為m的物體A從B的正上方某點由靜止釋放,A與B相碰.已知重力加速度為g,彈簧始終處于彈性限度內(nèi),不計空氣阻力.求:
(1)彈簧的勁度系數(shù)k;
(2)若A與B相碰后粘連在一起開始做簡諧運動,當A與B第一次運動到最高點時,C對地面的壓力恰好為零,求C對地面壓力的最大值;
(3)若將A從另一位置由靜止釋放,A與B相碰后不粘連,但仍立即一起運動,且當B第一次運動到最高點時,C對地面的壓力也恰好為零.已知A與B相碰后彈簧第一次恢復原長時B的速度大小為v=\sqrt{1.5g{x}_{0}},求相碰后A第一次運動達到的最高點與開始靜止釋放點之間的距離.

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15.一個質點從平面直角坐標系的原點開始運動并開始計時.它在t1時刻到達x1=2.0m、y1=1.5m的位置;在t2時刻到達x2=3.6m、y2=4.8m的位置. 作草圖表示質點在0~t1和0~t2時間內(nèi)發(fā)生的位移l1和l2,然后計算它們的大小及它們與x軸的夾角θ1和θ2

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2.一薄圓盤可繞通過圓盤中心且垂直于盤面的豎直軸OO′轉動,如圖所示.在圓盤上放置一個質量為m的小木塊,小木塊相對圓盤中心的距離為 r.當圓盤以角速度ω勻速轉動時,小木塊相對圓盤靜止.則小木塊運動的向心加速度的大小為rω2;小木塊受到的摩擦力為mrω2

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19.表示一交流電的電流隨時間而變化的圖象.此交流電流的有效值是( �。�
A.5\sqrt{2}B.5安C.3.5\sqrt{2}D.3.5安

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9.質量為m的物體靜止在光滑水平面上,從t=0是時刻開始受到水平力的作用,力的大小F與時間t的關系如圖所示,力的方向保持不變,則下列說法中正確的是( �。�
A.t0時刻的瞬時功率為\frac{{{F}_{0}}^{2}{t}_{0}}{m}
B.在t=0到2t0這段時間內(nèi),水平力的平均功率為\frac{{{F}_{0}}^{2}{t}_{0}}{m}
C.水平力F在t=0到2t0這段時間內(nèi)比2t0到3t0這段時間內(nèi)的平均功率要大
D.水平力F在t=0到3t0則斷時間內(nèi)所做的功為\frac{25{{F}_{0}}^{2}{{t}_{0}}^{2}}{2m}

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