環(huán)型對(duì)撞機(jī)是研究高能粒子的重要裝置,如圖所示,比荷相等的正、負(fù)離子由靜止都經(jīng)過電壓為U的直線加速器加速后,沿圓環(huán)切線方向同時(shí)注入對(duì)撞機(jī)的高真空環(huán)狀空腔內(nèi),空腔內(nèi)存在著與圓環(huán)平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。正、負(fù)離子在環(huán)狀空腔內(nèi)只受洛倫茲力作用而沿相反方向做半徑相等的勻速圓周運(yùn)動(dòng),然后在碰撞區(qū)迎面相撞,不考慮相對(duì)論效應(yīng),下列說法正確的是

　(　　)

A.所加的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向應(yīng)垂直圓環(huán)平面向外

B.若加速電壓一定,離子的比荷越大,磁感應(yīng)強(qiáng)度B越小

C.磁感應(yīng)強(qiáng)度B一定時(shí),比荷相同的離子加速后,質(zhì)量大的離子動(dòng)能小

D.對(duì)于給定的正、負(fù)離子,加速電壓U越大,離子在環(huán)狀空腔磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)


【解析】選B。根據(jù)圖示可知,正離子做逆時(shí)針方向的勻速圓周運(yùn)動(dòng),負(fù)離子做順時(shí)針方向的勻速圓周運(yùn)動(dòng),磁場(chǎng)方向應(yīng)垂直圓環(huán)平面向里,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;離子在加速電場(chǎng)中,qU=mv2,在環(huán)狀空腔中的圓周運(yùn)動(dòng)滿足qvB=m,則B=,對(duì)于比荷相等的正、負(fù)離子,加速電壓一定,運(yùn)動(dòng)半徑一定,則離子比荷越大,所需磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度越小,選項(xiàng)B正確;離子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)速度為v=,磁感應(yīng)強(qiáng)度相同,半徑一定,比荷相同,正、負(fù)離子做圓周運(yùn)動(dòng)的速度相等,質(zhì)量大的離子,其動(dòng)能一定大,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;離子在環(huán)狀空腔磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t==,與加速電壓無關(guān),選項(xiàng)D錯(cuò)誤。


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：


如圖，長(zhǎng)為L(zhǎng)的一對(duì)平行金屬板平行正對(duì)放置，間距，板間加上一定的電壓．現(xiàn)從左端沿中心軸線方向入射一個(gè)質(zhì)量為m、帶電量為+q的帶電微粒，射入時(shí)的初速度大小為v0．一段時(shí)間后微粒恰好從下板邊緣P1射出電場(chǎng)，并同時(shí)進(jìn)入正三角形區(qū)域．已知正三角形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1，三角形的上頂點(diǎn)A與上金屬板平齊，底邊BC與金屬板平行．三角形區(qū)域的右側(cè)也存在垂直紙面向里、范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2，且B2=4B1．不計(jì)微粒的重力，忽略極板區(qū)域外部的電場(chǎng)．
（1）求板間的電壓U和微粒從電場(chǎng)中射出時(shí)的速度大小和方向．

（2）微粒進(jìn)入三角形區(qū)域后恰好從AC邊垂直邊界射出，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B1的大�。�

（3）若微粒最后射出磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)與射出的邊界成30°的夾角，求三角形的邊長(zhǎng)．

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科目：高中物理 來源： 題型：


我國(guó)“蛟龍?zhí)枴鄙顫撈髟谀炒螌?shí)驗(yàn)時(shí),內(nèi)部顯示屏上顯示了從水面開始下潛到返回水面過程中的速度圖像,如圖所示。以下判斷正確的是(　　)

A.6～8 min內(nèi),深潛器的加速度最大

B.4～6 min內(nèi),深潛器停在深度為60 m處

C.3～4 min內(nèi),潛水員處于超重狀態(tài)

D.6～10 min內(nèi),深潛器的加速度不變

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖,在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中,將兩個(gè)帶正電的試探電荷q1、q2分別置于A、B兩點(diǎn),虛線為等勢(shì)線。取無窮遠(yuǎn)處為零電勢(shì)點(diǎn),若將q1、q2移動(dòng)到無窮遠(yuǎn)的過程中外力克服電場(chǎng)力做的功相等,則下列說法正確的是

　(　　)

A.A點(diǎn)電勢(shì)大于B點(diǎn)電勢(shì)

B.A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相等

C.q1的電荷量小于q2的電荷量

D.q1在A點(diǎn)的電勢(shì)能小于q2在B點(diǎn)的電勢(shì)能

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖,在水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一表面光滑、與水平面成45°角的絕緣直桿ab,其下端(b端)距地面高度h=0.8m。一質(zhì)量為1kg的帶電小環(huán)套在直桿上,正以某速度沿桿勻速下滑,小環(huán)離桿后正好通過b端的正下方c點(diǎn)處。(取b點(diǎn)為零勢(shì)能點(diǎn),g取10m/s2)求:

(1)小環(huán)離開直桿后運(yùn)動(dòng)的加速度大小和方向;

(2)小環(huán)在直桿上運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)能;

(3)小環(huán)從b到c運(yùn)動(dòng)過程中的機(jī)械能最小值。

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科目：高中物理 來源： 題型：


對(duì)鈾235的進(jìn)一步研究在核能的開發(fā)和利用中具有重要意義。如圖所示,質(zhì)量為m、電荷量為q的鈾235離子,從容器A下方的小孔S1不斷飄入加速電場(chǎng),其初速度可視為零,然后經(jīng)過小孔S2垂直于磁場(chǎng)方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。離子行進(jìn)半個(gè)圓周后離開磁場(chǎng)并被收集,離開磁場(chǎng)時(shí)離子束的等效電流為I,不考慮離子重力及離子間的相互作用。

(1)求加速電場(chǎng)的電壓U;

(2)求出在離子被收集的過程中任意時(shí)間t內(nèi)收集到離子的質(zhì)量M;

(3)實(shí)際上加速電壓的大小會(huì)在U±ΔU范圍內(nèi)微小變化。若容器A中有電荷量相同的鈾235和鈾238兩種離子,如前述情況它們經(jīng)電場(chǎng)加速后進(jìn)入磁場(chǎng)中會(huì)發(fā)生分離,為使這兩種離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡不發(fā)生交疊,應(yīng)小于多少?(結(jié)果用百分?jǐn)?shù)表示,保留兩位有效數(shù)字)

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示,豎直平面內(nèi)的光滑絕緣軌道ABC,AB為傾斜直軌道,BC為圓形軌道,圓形軌道處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。質(zhì)量相同的甲、乙、丙三個(gè)絕緣小球,甲球帶正電、乙球帶負(fù)電、丙球不帶電�，F(xiàn)將三個(gè)小球從軌道AB上分別從不同高度處由靜止釋放,都恰好通過圓形軌道的最高點(diǎn),則　(　　)

A.經(jīng)過最高點(diǎn)時(shí),三個(gè)小球的速度應(yīng)相等

B.經(jīng)過最高點(diǎn)時(shí),甲球的速度應(yīng)最小

C.釋放的甲球位置比乙球高

D.運(yùn)動(dòng)過程中三個(gè)小球的機(jī)械能均保持不變

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示為兩列沿同一繩子相向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在某時(shí)刻的波形圖。實(shí)線表示甲波,虛線表示乙波。M為繩上x=0.2m處的質(zhì)點(diǎn),則下列說法中正確的是　(　　)

A.這兩列波將發(fā)生干涉現(xiàn)象,質(zhì)點(diǎn)M的振動(dòng)始終加強(qiáng)

B.由圖示時(shí)刻開始,再經(jīng)甲波周期的,M將位于波峰

C.甲波的速度v1與乙波的速度v2大小不一樣大

D.因波的周期未知,故兩列波波速的大小無法比較

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，坐標(biāo)平面第Ⅰ象限內(nèi)存在大小為E＝4×105 N/C、方向水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在第Ⅱ象限內(nèi)存在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．質(zhì)荷比為＝4×10－10 kg/C的帶正電粒子從x軸上的A點(diǎn)以初速度v0＝2×107 m/s垂直x軸射入電場(chǎng)，OA＝0.2 m，不計(jì)重力．求：                                        

(1)粒子經(jīng)過y軸時(shí)的位置到原點(diǎn)O的距離；                         

(2)若要求粒子不能進(jìn)入第三象限，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值范圍(不考慮粒子第二次進(jìn)入電場(chǎng)后的運(yùn)動(dòng)情況．)

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