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    9．劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器，工作原理示意图如图所示．置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略．磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f，加速电压为U．若A处粒子源产生的质子质量为m、电荷量为+q，在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响．则（　　）
    A．质子被加速后的最大速度不可能超过2πRf
    B．质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U成正比
    C．质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为1：2
    D．不改变磁感应强度B和交流电频率f，该回旋加速器也能用于氢原子加速

    分析 回旋加速器运用电场加速磁场偏转来加速粒子，根据洛伦兹力提供向心力可以求出粒子的最大速度，从而求出最大动能．在加速粒子的过程中，电场的变化周期与粒子在磁场中运动的周期相等．

    解答 解：A、质子出回旋加速器的速度最大，此时的半径为R，则v=$\frac{2πR}{T}$=2πRf．所以最大速度不超过2πfR．故A正确．
    B、根据qvB=m$\frac{v^{2}}{R}$，知v=$\frac{qBR}{m}$，则最大动能EKm=$\frac{1}{2}$mv2=$\frac{q^{2}B^{2}R^{2}}{2m}$．与加速的电压无关．故B错误．
    C、粒子在加速电场中做匀加速运动，在磁场中做匀速圆周运动，根据v=$\sqrt{2ax}$知，质子第二次和第一次经过D形盒狭缝的速度比为$\sqrt{2}$：1，根据r=$\frac{mv}{qB}$，则半径比为$\sqrt{2}$：1．故C错误．
    D、带电粒子在磁场中运动的周期与加速电场的周期相等，根据T=$\frac{2πm}{qB}$知，换用氢原子，粒子的比荷变化，周期变化，回旋加速器必须改变交流电的频率才能加速氢原子．故D错误．
    故选：A．

    点评 解决本题的关键知道回旋加速器电场和磁场的作用，知道最大动能与什么因素有关，以及知道粒子在磁场中运动的周期与电场的变化的周期相等才能完成加速过程．

    练习册系列答案
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    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    16．下列说法中正确的是（　　）
    A．伽利略通过实验和合理的外推提出质量并不是影响落体运动快慢的原因
    B．亚里士多德通过理想实验提出力并不是维持物体运动的原因
    C．在国际单位制中，力学的基本单位是牛顿、米和秒
    D．物体的运动速度越大，它的运动状态越难改变，所以它的惯性就越大

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    20．如图所示，向右运动的车厢顶上悬挂着两个单摆M、N，它们只能在图示平面内摆动．某一瞬间出现图示的情景．由此可知车厢的运动及两个单摆相对于车厢的运动可能是（　　）
    A．车厢做匀速直线运动，M、N都相对于车厢静止
    B．车厢做匀速直线运动，M相对于车厢静止，N相对于车厢摆动
    C．车厢做匀加速运动，M、N都相对于车厢静止
    D．车厢做匀加速运动，M相对于车厢静止，N相对于车厢摆动

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    17．如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m、2m和3m的三个木块，其中质量为2m和3m的木块间用一不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为T．现用水平拉力F拉其中一个质量为3m的木块，使三个木块以同一加速度运动，则以下说法正确的是（　　）
    A．当F逐渐增加1N时（轻绳未断），轻绳中拉力增加0.5N
    B．当F逐渐增大到T时，轻绳刚好被拉断
    C．当F逐渐增大到1.5T时，轻绳还不会被拉断
    D．轻绳刚要被拉断时，质量为m和2m的木块间的摩擦力为$\frac{2}{3}$T

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    4．如图所示，倾角θ=30°的斜面体C静置于水平面上，质量为m的小物块在沿斜面向上的恒力作用下，从A点由静止开始运动，物块与斜面间的动摩擦因数μ=$\frac{\sqrt{3}}{3}$，重力加速度为g．
    （1）若斜面体保持静止，物块由A运动到B历时为t，A、B间距为x．求恒力的大小F：
    （2）在（1）情况下，物块运动过程中，求斜面体受到水平面的摩擦力．
    （3）若水平面光滑，物块在沿斜面向上、大小为F0的恒力作用下，与斜面体C保持相对静止、一起运动，且两者间无相对滑动趋势，求斜面体的质量M．

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    14．如图为A物体，右边为B物体，两木块用轻绳连接，放在光滑水平面上，在水平外力F=12N作用下从静止开始一起向右运动，轻绳中的拉力F1=3N，A木块的质量是m1=6kg，则（　　）
    A．B木块的加速度a2=2m/s2B．B木块的质量m2=2kg
    C．B木块的质量m2=18kgD．经过时间2s，A木块通过的距离是1m

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    1．关于曲线运动，下列说法正确的是（　　）
    A．曲线运动可能是匀速运动
    B．曲线运动速度的方向不断的变化，但速度的大小可以不变
    C．曲线运动的速度方向可能不变
    D．曲线运动的速度大小和方向一定同时改变

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    18．如图所示，在水平直杆上套有一圆环，一穿过圆环的细线一端固定在O点，另一端悬挂一质量为m的物体A，现让圆环从O点正上方的O′点开始以恒定的速度沿直杆向右滑行，用T表示细线的拉力，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
    A．物体A相对地面做曲线运动B．物体A相对地面做直线运动
    C．T一定大于mgD．T等于mg

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    19．如图A为静止于地球赤道上的物体，B为近地卫星，C为地球同步卫星．根据以上信息可知（　　）
    A．卫星B的线速度大于卫星C的线速度
    B．卫星C的周期比物体A围绕地心转动一圈所需要的时间短
    C．近地卫星B受到的地球的引力一定大于地球同步卫星C受到的引力
    D．近地卫星B的加速度等于物体A的加速度

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