1932年，勞倫斯和利文斯設(shè)計(jì)出了回旋加速器．回旋加速器的工作原理如圖所示，置于真空中的兩個(gè)D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過(guò)的時(shí)間可以忽略不計(jì)．磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與盒面垂直. 設(shè)兩D形盒之間所加的交流電壓為U，被加速的粒子質(zhì)量為m、電量為q,粒子從D形盒一側(cè)開(kāi)始被加速（初動(dòng)能可以忽略），經(jīng)若干次加速后粒子從D形盒邊緣射出．

求：（1）粒子從靜止開(kāi)始第1次經(jīng)過(guò)兩D形盒間狹縫加速后的速度大小

　 （2）粒子第一次進(jìn)入D型盒磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑

　 （3）粒子至少經(jīng)過(guò)多少次加速才能從回旋加速器D形盒射出


（1）(5分)粒子在電場(chǎng)中被加速由動(dòng)能定理     …………4分

             得: …………………………………………………………1分

（2）(5分)帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，洛侖茲力提供向心力，

        由牛頓第二定律得：………………………………………3分

                        解得： ……………………………………………1分

                        代入數(shù)據(jù)得： …………………………………1分

（3）(6分)若粒子射出，則粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為R,設(shè)此時(shí)速度為

由牛頓第二定律知 ，解得此時(shí)粒子的速度為   ……2分

此時(shí)粒子的動(dòng)能為代入數(shù)據(jù)得 ………………2分

粒子每經(jīng)過(guò)一次加速動(dòng)能增加qU，設(shè)經(jīng)過(guò)n次加速粒子射出，則 代入數(shù)據(jù)，解得： ………………………………2分


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖甲所示，以速度v逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的足夠長(zhǎng)的傳送帶與水平面的夾角為θ．現(xiàn)將一個(gè)質(zhì)量為m的小木塊輕輕地放在傳送帶的上端，小木塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則乙圖中能夠正確地描述小木塊的速度隨時(shí)間變化關(guān)系的圖線是（ ）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


下列說(shuō)法正確的是    （填入正確選項(xiàng)前的字母。選對(duì)1個(gè)給3分，選對(duì)2個(gè)給4分，選對(duì)3個(gè)給6分。每錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分）

       A．液體表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離，故液體表面存在張力

       B．懸浮在液體中的固體小顆粒會(huì)不停的做無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)是分子熱運(yùn)動(dòng)

       C．把很多小的單晶體放在一起，就變成了非晶體

       D．第二類永動(dòng)機(jī)沒(méi)有違反能量守恒定律

       E．絕對(duì)零度不可達(dá)到

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


2012年11月，“殲15”艦載機(jī)在“遼寧號(hào)”航空母艦上著艦成功。圖1為利用阻攔系統(tǒng)讓艦載機(jī)在飛行甲板上快速停止的原理示意圖。飛機(jī)著艦并成功鉤住阻攔索后，飛機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)立即關(guān)閉，阻攔系統(tǒng)通過(guò)阻攔索對(duì)飛機(jī)施加一作用力，使飛機(jī)在甲板上短距離滑行后停止。若航母保持靜止，在某次降落中，以飛機(jī)著艦為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，飛機(jī)的速度隨時(shí)間變化關(guān)系如圖2所示。飛機(jī)在t1=0.4s時(shí)恰好鉤住阻攔索中間位置，此時(shí)速度v1=70m/s；在t2=2.4s時(shí)飛機(jī)速度v2=10m/s。飛機(jī)從t1到t2的運(yùn)動(dòng)可看成勻減速直線運(yùn)動(dòng)。設(shè)飛機(jī)受到除阻攔索以外的阻力f大小不變，f=5.0×104N，“殲15”艦載機(jī)的質(zhì)量m=2.0×104kg。

（1）若飛機(jī)在t1時(shí)刻未鉤住阻攔索，仍立即關(guān)閉動(dòng)力系統(tǒng)，僅在阻力f的作用下減速，求飛機(jī)繼續(xù)滑行的距離（假設(shè)甲板足夠長(zhǎng)）；

（2）在t1至t2間的某個(gè)時(shí)刻，阻攔索夾角α=120°，求此時(shí)阻攔索中的彈力T；

（3）飛機(jī)鉤住阻攔索后在甲板上滑行的距離比無(wú)阻攔索時(shí)少s=898m，求從t2時(shí)刻至飛機(jī)停止,阻攔索對(duì)飛機(jī)做的功W。

 


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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


一列簡(jiǎn)諧橫波，在t=0.2s時(shí)波的圖象如圖（甲）所示，這列波中質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖像如圖（乙）所示，那么該波的傳播速度和傳播方向是

A．v=1.5 m/s，向左傳播

B．v=1.5 m/s，向右傳播

C．v=2.0 m/s，向左傳播

D．v=2.0 m/s，向右傳播

 


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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


一名攀巖運(yùn)動(dòng)員在登上陡峭的峰頂時(shí)不小心碰落了一塊石塊，8s后他聽(tīng)到石塊落到地面的聲音。若考慮到聲音傳播所需的時(shí)間，設(shè)聲音在空氣中傳播的速度為340m/s，則估算山峰的實(shí)際高度值應(yīng)最接近于以下哪個(gè)值？（         ）（g取10 m/s2）

A．80m       B．160m        C．250m     D．320m

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


“蹦極跳”是一項(xiàng)勇敢者的運(yùn)動(dòng)。跳躍者用彈性長(zhǎng)繩一端綁在腳踝關(guān)節(jié)處，另一端固定在幾十米高處，然后從該高處跳下。某人做蹦極運(yùn)動(dòng)時(shí)，從起跳開(kāi)始計(jì)時(shí)，他對(duì)彈性長(zhǎng)繩的彈力F隨時(shí)間t變化規(guī)律，通過(guò)傳感器用計(jì)算機(jī)繪制出如圖所示的曲線。為研究方便，不計(jì)彈性長(zhǎng)繩的重力，忽略跳躍者所受的空氣阻力，并假設(shè)他僅在豎直方向運(yùn)動(dòng)，重力加速度g取10m/s2。問(wèn)：

（1）根據(jù)圖中信息，可推知該跳躍者所用彈性繩的原長(zhǎng)大概有多長(zhǎng)？

（2）根據(jù)圖中信息，該跳躍者在此次跳躍過(guò)程中的最大加速度為多大？

（3）假設(shè)跳躍者的機(jī)械能都損耗于與彈性繩相互作用過(guò)程中，且每一次與彈性繩相互作用過(guò)程損耗的機(jī)械能都相同。試估算，為使該跳躍者第一次彈回時(shí)能到達(dá)與起跳點(diǎn)等高處，需要給他多大的初速度？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


右圖為雙縫干涉的實(shí)驗(yàn)示意圖，光源發(fā)出的光經(jīng)濾光片成為單色光，然后通過(guò)單縫和雙縫，在光屏上出現(xiàn)明暗相間的條紋。若要使干涉條紋的間距變大，在保證其他條件不變的情況下，可以   

A．將光屏移近雙縫

B．更換濾光片，改用波長(zhǎng)更長(zhǎng)的單色光

C．增大雙縫的間距

D．將光源向雙縫移動(dòng)一小段距離

 


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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖所示，光滑的水平地面上有一木板，其左端放有一重物，右方有一豎直的墻壁。重物質(zhì)量為木板質(zhì)量的兩倍，重物與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為µ 。使木板與重物以共同的速度v0向右運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻木板與墻發(fā)生彈性碰撞，碰撞時(shí)間極短。求木板從第一次與墻壁碰撞到再次與重物速度相同時(shí)，木板右端離墻壁的距離。

 


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