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8.如图为回旋加速器的结构示意图,两个半径为R的D形金属盒相距很近,连接电压峰值为UM、频率为f=Bq4πm的高频交流电源,垂直D形盒的匀强磁场的磁感应强度为B.现用此加速器来加速电荷量分别为+0.5q、+q、+2q,相对应质量分别为m、2m、3m的三种静止离子,最后经多次回旋加速后能从D形盒中飞出的粒子的最大动能为(  )
A.B2q2R28mB.B2q2R24mC.B2q2R22mD.I=ER+r

分析 根据洛伦兹力提供向心力得出轨道半径的公式,从而根据速度的关系得出轨道半径的关系.粒子离开回旋加速度时的轨道半径等于D形盒的半径,根据半径公式求出离开时的速度大小,从而得出动能.

解答 解:根据qvB=mv2R,知v=qBRm,则带电粒子离开回旋加速器时获得动能为:Ekm=12mv2=q2B2R22m
而加速电荷量分别为+0.5q、+q、+2q,相对应质量分别为m、2m、3m的三种静止离子,
因电场的频率应该要是圆周运动频率的整数倍,
那么最大动能为:Ekm=B2q2R22×2m=B2q2R24m,故B正确,ACD错误;
故选:B.

点评 解决本题的关键知道回旋加速器加速粒子的原理,知道带电粒子在磁场中运动的周期与交变电场的周期相同,以及掌握带电粒子在磁场中运动的轨道半径公式和周期公式.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:选择题

4.下列关于惯性的说法中正确的是(  )
A.高速行驶的公共汽车紧急刹车时,乘客都要向前倾倒,说明惯性取决于加速度
B.短跑运动员最后冲刺时速度很大,很难停下来,说明速度越大惯性越大
C.拍打衣服,灰尘能够脱落,可以说明灰尘具有惯性
D.把手中的球由静止释放后,球能竖直下落,是由于球具有惯性的缘故

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

5.关于电磁感应现象,下列说法正确的是(  )
A.穿过线圈的磁感线条数发生变化,线圈中一定能产生感应电流
B.闭合线圈放在匀强磁场中做切割磁感线的直线运动,不一定能产生感应电流
C.闭合线圈放在变化的磁场中且线圈平面与磁场方向垂直,一定能产生感应电流
D.若闭合线圈放在匀强磁场中且线圈平面与磁场方向平行,线圈绕任意轴做匀速转动,则线圈中一定能产生感应电流

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

16.某同学要测量一电阻线圈两接线柱之间金属丝长度,已知绕制电阻线圈的金属丝电阻率为ρ,可选用的器材如下:
A.电源E,电动势约为1.5V,内阻忽略不计
B.待测电阻线圈L
C.滑动变阻器R:最大阻值约为10Ω
D.电压表V1:量程为3V,内阻约为3kΩ
E.电压表V2:量程为15V,内阻r为30kΩ
F.电流表A1:量程为30mA,内阻r约为30Ω;
G.电流表A2:量程为10μA,内阻约为10Ω
H.开关k一个及导线若干.

(1)实验中用螺旋测微器测得金属丝的直径如图1所示,其示数D=0.498mm;用多用电表粗测金属丝的电阻“×10”,档测出电阻线圈的金属丝电阻读数如图1所示,则线圈电阻为50Ω.
(2)为了尽可能准确地测量电阻线圈的阻值,要求电表的指针偏转要超过满刻度的13,电压表应选用D;电流表应选用F.(选填代号)
(3)如图2已经根据测量的需要,连接好了部分器材,请将其余的部分连接完整.
(4)实验中需要测出的物理量及其符号是:电阻线圈的电压U、电阻线圈的电流I;该金属丝的长度L=UπD24Iρ(用题中给出的和测得的物理量符合表示).

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

3.一个小物块A,质量为m,从斜面B下滑,B的质量为m,已知斜面高度为h,倾角为30度,A,B接触面和地面都光滑.求A落地前瞬间的速度大小?

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

13.小李同学为测量某金属丝的电阻率,他截取了其中的一段,用米尺测出金属丝的长度L,用螺旋测微器测得其直径为D,用多用电表粗测其电阻约为R.
①该同学将米尺的0刻度线与金属丝的左端对齐,从图(甲)中读出金属丝的长度L=19.10cm.
②该同学用螺旋测微器测金属丝的直径,从图(乙)中读出金属丝的直径D=0.680mm.
③该同学选择多用电表“×10”档粗测金属丝的电阻,从图(丙)中读出金属丝的电阻R=220Ω.

④接着,该同学用伏安法尽可能精确地测出该金属丝的电阻,实验电路如图丁所示,然后根据电阻定律计算出该金属丝的电阻率.实验室提供的器材有:
A.直流电源E(电动势4V,内阻不计)
B.电流表A1(量程0~3mA,内阻约50Ω)
C.电流表A2(量程0~15mA,内阻约30Ω)
D.电压表V1(量程0~3V,内阻10kΩ)
E.电压表V2(量程0~15V,内阻25kΩ)
F.滑动变阻器R1(阻值范围0~15Ω,允许通过的最大电流2.0A)
G.滑动变阻器R2(阻值范围0~2kΩ,允许通过的最大电流0.5A)
H.待测电阻丝Rx,开关、导线若干
要求较准确地测出其阻值,电流表应选C,电压表应选D,滑动变阻器应选F.(用器材前的字母表示即可)
⑤用图所示的电路进行实验测得Rx,实验时,开关S2应向1闭合(选填“1”或“2”).
⑥请根据选定的电路图,在如图戊的实物上画出连线(部分线已画出).

⑦设金属丝的长度为L,测得直径的平均值为D,测得的电压值是U,电流值是I,则金属丝电阻率的表达式为ρ=πUD24IL(用给定字母表示)

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

20.图甲为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图如图1所示.砂和砂桶的总质量为m,小车和砝码的总质量为M,实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小.

 (1)实验中,为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,先调节长木板一端滑轮的高度,使细线与长木板平行.接下还需要进行的一项操作是B.
  A.将长木板水平放置,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,给打点计时器通电,调节m的大小,使小车在砂和砂桶的牵引下运动,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动B.将长木板的一端垫起适当的高度,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,撤去砂和砂桶,给打点计时器通电,轻推小车,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动
C.将长木板的一端垫起适当的高度,撤去纸带以及砂和砂桶,轻推小车,观察判断小车是否做匀速运动
(2)实验中要进行质量m和M的选取,以下最合理的一组是C
A.M=200 g,m=10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g
B.M=200 g,m=20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g
C.M=400 g,m=10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g
D.M=400 g,m=20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g
(3)图2是实验中得到的一条纸带,A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点未画出.量出相邻的计数点之间的距离分别为:sAB=4.22 cm、sBC=4.65 cm、sCD=5.08 cm、sDE=5.49 cm、sEF=5.91 cm、sFG=6.34 cm.已知打点计时器的工作频率为50Hz,则小车的加速度a=0.42m/s2,打下C点时小车的运动速度为vC=0.49m/s2.(结果保留2位有效数字).

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

17.(1)在验证牛顿第二定律的实验中:某组同学用如图(甲)所示装置,采用控制变量的方法,来研究小车质量不变的情况下,小车的加速度与小车受到的力的关系,下列措施中不需要和不正确的是B
①首先要平衡摩擦力,使小车受到的合力就是细绳对小车的拉力
②平衡摩擦力的方法就是,在塑料小桶中添加砝码,使小车能匀速滑动
③每次改变拉小车的拉力后都需要重新平衡摩擦力    
④实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力
⑤实验中应先放小车,然后再开打点计时器的电源    
A.①③⑤B.②③⑤C.③④⑤D.②④⑤
(2)某组同学实验得出数据,画出a-F图如图(乙)所示,那么该组同学实验中出现的问题可能是B
A.实验中平衡摩擦力时长木板垫起的角度太小
B.实验中平衡摩擦力时长木板垫起的角度太大
C.实验中绳子拉力方向没有跟平板平行
D.实验中不满足“砂桶和砂的总质量远小于小车质量”的条件

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

18.苏州市金鸡湖畔的水上摩天轮,直径为120m,架设60个轿厢,可同时容纳360个人观光,堪称世界上最大的水上摩天轮,如图所示,一质量为50kg的游客乘摩天轮匀速旋转一圈所用时间为25min,g取10m/s2,求:(计算结果请保留一位有效数字 )
(1)摩天轮旋转的角速度大小;
(2)从最低点到最高点,该游客重力势能的增加量;
(3)该游客所受的向心力大小.

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同步练习册答案
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