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    位于法瑞两国边境的欧洲大型强子对撞机，在2011年11月份发生惊天一“撞”，在地下百米深处、周长27公里的环形隧道内，两股质子束以接近光速水平（能量达3.5 万亿电子伏）迎面相撞，产生了一个温度为太阳核心温度100万倍的火球，实验的成功将开启粒子物理学研究的新世纪，参与这个项目的英国科学家热烈庆祝了这个具有里程碑意义的实验，欧洲核子研究中心指出，对撞实验产生了“迷你”版本的宇宙大爆炸（模拟出137亿年前宇宙大爆炸之初的“万物原点”）．如图分别是该次对撞的“电脑效果图”和“大型强子对撞机内部实物图”，下列关于强子对撞机的说法正确的是（　　）
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    分析：根据动能定理，以及带电粒子在磁场中运动的半径公式，结合运动的轨道半径不变，判断影响磁感应强度的因素．抓住周长不变，根据粒子的速度比较运动的周期．
    解答：解：A、根据材料可知粒子在强子对撞机中的运动半径是不变的，由动Uq=
    1
    2
    mυ2    和半径公式r=
    mυ
    qB
    可得r=
    1
    B
    2Um
    q
    ，对于给定的加速电压，带电粒子的比荷
    q
    m
    越大时，磁感应强度B应越小，故A错误；
    B、同理可知，当粒子质量不同时，比荷可能相同，则磁感应强度可能相同．故B错误；
    C、由于对撞机的周长是不能改变的，加速电压U越大，粒子运动粒子速度越大，所以周期越会减小，故C正确，D错误．
    故选C．
    点评：解决本题的关键抓住粒子的轨道半径不变，结合半径公式进行分析．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    欧洲大型强子对撞机（Large Hadron Collider）简称LHC，于2009年9月重新启动，这将有望揭露自然界最基本的秘密．LHC位于瑞士、法国边境地区的地下100m深的坏形隧道中，周长26.659km（约27km）．在LHC进行的质子-质子碰撞中，每个质子的能量为7TeV（7×1012eV）．
    （1）目前认为，质子是由u夸克和d夸克组成，u夸克带电量为
    2
    3
    e    ，d夸克带电量为-
    1
    3
    e    ，e为元电荷．则质子有
    2
    2
    个u夸克和
    1
    1
    个d夸克组成．
    （2）LHC能把数以百万计的质子加速到接近光速（光速的99.99%）．这些接近光速的质子对撞后，会创造出1百多亿年前与宇宙大爆炸之后万亿分之一秒时的状态类似的条件，科学家期望能从中发现“反物质”以及占宇宙质量96%的暗物质和暗能量的踪迹，从而揭开宇宙起源之谜．反物质是由反粒子组成，若有反α粒子，则它的质量数为
    4
    4
    ，电荷数为
    -2
    -2
    ．
    （3）假设科学家发现了某种反粒子，采用如图的装置来测定这种反粒子的比荷（电荷量与质量之比），真空管内的K发出的反粒子（不计初速、重力和粒子间的相互作用）经加速电压加速后，穿过A'中心的小孔沿中心轴O1O的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P和P'间的区域．当极板间不加偏转电压时，反粒子束打在荧光屏的中心O点处，形成了一个亮点；加上偏转电压U后，亮点偏离到O'点，O'与O点的竖直间距为d，水平间距可忽略不计．此时，在P和P'间的区域，再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场．调节磁场的强弱，当磁感应强度的大小为B时，亮点重新回到O点．已知极板水平方向的长度为L1，极板间距为b，极板右端到荧光屏的距离为L2（如图所示）．
    ①求打在荧光屏O点的反粒子速度的大小．
    ②推导出反粒子的比荷的表达式．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    位于法瑞两国边境的欧洲大型强子对撞机，在2011年11月份发生惊天一“撞”，在地下百米深处、周长27公里的环形隧道内，两股质子束以接近光速水平（能量达3.5 万亿电子伏）迎面相撞，产生了一个温度为太阳核心温度100万倍的火球，实验的成功将开启粒子物理学研究的新世纪，参与这个项目的英国科学家热烈庆祝了这个具有里程碑意义的实验，欧洲核子研究中心指出，对撞实验产生了“迷你”版本的宇宙大爆炸（模拟出137亿年前宇宙大爆炸之初的“万物原点”）．如图分别是该次对撞的“电脑效果图”和“大型强子对撞机内部实物图”，下列关于强子对撞机的说法正确的是（　　）

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    A．对于给定的加速电压，带电粒子的比荷
    q
    m
    越大，磁感应强度B越大
    B．当被加速的粒子质量不同时，对应的磁感应强度一定不同
    C．对于给定的带电粒子，加速电压U越大，粒子运动的周期越小
    D．对于给定的带电粒子，不管加速电压U多大，粒子运动的周期都不变

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    科目：高中物理 来源：2012年甘肃省天水九中高考物理预测试卷（解析版） 题型：选择题

    位于法瑞两国边境的欧洲大型强子对撞机，在2011年11月份发生惊天一“撞”，在地下百米深处、周长27公里的环形隧道内，两股质子束以接近光速水平（能量达3.5 万亿电子伏）迎面相撞，产生了一个温度为太阳核心温度100万倍的火球，实验的成功将开启粒子物理学研究的新世纪，参与这个项目的英国科学家热烈庆祝了这个具有里程碑意义的实验，欧洲核子研究中心指出，对撞实验产生了“迷你”版本的宇宙大爆炸（模拟出137亿年前宇宙大爆炸之初的“万物原点”）．如图分别是该次对撞的“电脑效果图”和“大型强子对撞机内部实物图”，下列关于强子对撞机的说法正确的是（ ）

    A．对于给定的加速电压，带电粒子的比荷越大，磁感应强度B越大
    B．当被加速的粒子质量不同时，对应的磁感应强度一定不同
    C．对于给定的带电粒子，加速电压U越大，粒子运动的周期越小
    D．对于给定的带电粒子，不管加速电压U多大，粒子运动的周期都不变

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    科目：高中物理 来源：2010-2011学年河南省郑州市巩义五中高三（上）限时训练物理试卷（三）（解析版） 题型：解答题

    欧洲大型强子对撞机（Large Hadron Collider）简称LHC，于2009年9月重新启动，这将有望揭露自然界最基本的秘密．LHC位于瑞士、法国边境地区的地下100m深的坏形隧道中，周长26.659km（约27km）．在LHC进行的质子-质子碰撞中，每个质子的能量为7TeV（7×1012eV）．
    （1）目前认为，质子是由u夸克和d夸克组成，u夸克带电量为，d夸克带电量为，e为元电荷．则质子有______个u夸克和______个d夸克组成．
    （2）LHC能把数以百万计的质子加速到接近光速（光速的99.99%）．这些接近光速的质子对撞后，会创造出1百多亿年前与宇宙大爆炸之后万亿分之一秒时的状态类似的条件，科学家期望能从中发现“反物质”以及占宇宙质量96%的暗物质和暗能量的踪迹，从而揭开宇宙起源之谜．反物质是由反粒子组成，若有反α粒子，则它的质量数为______，电荷数为______．
    （3）假设科学家发现了某种反粒子，采用如图的装置来测定这种反粒子的比荷（电荷量与质量之比），真空管内的K发出的反粒子（不计初速、重力和粒子间的相互作用）经加速电压加速后，穿过A'中心的小孔沿中心轴O1O的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P和P'间的区域．当极板间不加偏转电压时，反粒子束打在荧光屏的中心O点处，形成了一个亮点；加上偏转电压U后，亮点偏离到O'点，O'与O点的竖直间距为d，水平间距可忽略不计．此时，在P和P'间的区域，再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场．调节磁场的强弱，当磁感应强度的大小为B时，亮点重新回到O点．已知极板水平方向的长度为L1，极板间距为b，极板右端到荧光屏的距离为L2（如图所示）．
    ①求打在荧光屏O点的反粒子速度的大小．
    ②推导出反粒子的比荷的表达式．

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