【題目】勞倫斯和利文斯設計出回旋加速器，工作原理示意圖如圖所示：置于高真空中的D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時間可忽略。磁感應強度為B的勻強磁場與盒面垂直，加速電壓為U。若D型盒圓心A處粒子源產生的粒子質量為m、電荷量為+q，初速度為零，在加速器中被加速，且加速過程中不考慮重力的影響，則下列說法正確的是

A. 隨著速度的增加，帶電粒子在磁場中運動的周期越來越短

B. 質子第2次和第1次經過兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比為2：1

C. 質子離開回旋加速器時的最大動能與加速電壓U成正比

D. 質子被加速后的最大動能等于

【答案】D

【解析】

回旋加速器的工作條件是電場的變化周期與粒子在磁場中運動的周期相等．回旋加速器運用電場加速磁場偏轉來加速粒子，根據(jù)洛倫茲力提供向心力可以求出粒子的最大速度，從而求出最大動能。

A.根據(jù)粒子圓周運動的周期公式：，T與粒子的速度大小無關，所以粒子在回旋加速器中運行的周期不變，故A錯誤；

B.粒子在加速電場中做勻加速運動，在磁場中做勻速圓周運動，根據(jù)動能定理：，可得：，質子第1次和第2次經過D形盒狹縫的速度比為：，根據(jù)，可得半徑比為：，故B錯誤；

CD.根據(jù)， R是D形金屬盒的半徑，知質子獲得的最大速度，則最大動能：，與加速的電壓無關，故C錯誤，D正確。

所以D正確，ABC錯誤。

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在水平桌面上固定一個輕質滑輪，其邊緣系著不可伸長的輕繩，繩的另一端系著一個可視為質點的物塊，物塊的質量m=l kg。當滑輪以角速度ω=4 rad/s勻速轉動時，物塊被帶動一起旋轉，達到穩(wěn)定狀態(tài)后，二者角速度相同。此時物塊距離滑輪中心O的距離為R=15 cm，繩子與滑輪邊緣相切，如圖所示。突然繩子斷裂，物塊在桌面上沿直線運動s =10 cm后，速度減為零。重力加速度g= 10 m/s2，求

（1）物塊與桌面之間的動摩擦因數(shù)μ；

（2）穩(wěn)定轉動時，繩子的拉力T和繩子與滑輪的切點到物塊的距離l。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，“冰雪游樂場”滑道O點的左邊為水平滑道，右邊為高度h = 3.2m的曲面滑道，左右兩邊的滑道在O點平滑連接。小孩乘坐冰車由靜止開始從滑道頂端出發(fā)，經過O點后與處于靜止狀態(tài)的家長所坐的冰車發(fā)生碰撞，碰撞后小孩及其冰車恰好停止運動。已知小孩和冰車的總質量m = 30kg，家長和冰車的總質量為M = 60kg，人與冰車均可視為質點，不計一切摩擦阻力，取重力加速度g = 10 m/s2，求：

(1)小孩乘坐冰車經過O點時的速度大��；

(2)碰撞后家長和冰車共同運動的速度大��；

(3)碰撞過程中小孩和家長（包括各自冰車）組成的系統(tǒng)損失的機械能。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在一直角坐標系xoy平面內有圓形區(qū)域，圓心在x軸負半軸上，P、Q是圓上的兩點，坐標分別為P（-8L，0），Q（-3L，0）。y軸的左側空間，在圓形區(qū)域外，有一勻強磁場，磁場方向垂直于xoy平面向外，磁感應強度的大小為B，y軸的右側空間有一磁感應強度大小為2B的勻強磁場，方向垂直于xoy平面向外�，F(xiàn)從P點沿與x軸正方向成37°角射出一質量為m、電荷量為q的帶正電粒子，帶電粒子沿水平方向進入第一象限，不計粒子的重力。求：

（1）帶電粒子的初速度；

（2）粒子從P點射出到再次回到P點所用的時間。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，帶電小球a由絕緣細線PM和PN懸掛而處于靜止狀態(tài)，其中PM水平，地面上固定一絕緣且內壁光滑的圓弧細管道GH，圓心P與a球位置重合，管道底端H與水平地面相切，一質量為m可視為質點的帶電小球b從G端口由靜止釋放，當小球b運動到H端時對管道壁恰好無壓力，重力加速度為g。在小球b由G滑到H過程中，下列說法中正確的是

A. 小球b機械能逐漸減小

B. 小球b所受庫侖力大小始終為2mg

C. 小球b加速度大小先變大后變小

D. 細線PM的拉力先增大后減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在磁感應強度為B的勻強磁場中，一個靜止的放射性原子核(X)發(fā)生了一次α衰變。放射出的α粒子(He)在與磁場垂直的平面內做圓周運動，其軌道半徑為R。以m、q分別表示α粒子的質量和電荷量，生成的新核用Y表示。下面說法正確的是

A. 發(fā)生衰變后產生的α粒子與新核Y在磁場中運動的軌跡正確的是圖丙

B. 新核Y在磁場中圓周運動的半徑為RY＝

C. α粒子的圓周運動可以等效成一個環(huán)形電流，且電流大小為I＝

D. 若衰變過程中釋放的核能都轉化為α粒子和新核的動能，則衰變過程中的質量虧損為Δm＝

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示電路中，定值電阻，電源內阻為r，閉合電鍵S，當滑動變阻器的滑動觸頭P向下滑動的過程中，圖乙中三條圖線分別表示了三個電壓表示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的情況，理想電壓表V1、V2、V3示數(shù)變化量的絕對值分別為、、，理想電流變A示數(shù)變化量的絕對值為，下列說法正確的是

A. 電流表A的示數(shù)增大

B. 圖線c表示的是電壓表V1的示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的情況

C. 與比值大于r

D. 此過程中電壓表V3示數(shù)的變化量△U3和電流表A示數(shù)的變化量△I的比值的絕對值不變

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在電場中把2.0×10-9C的正電荷從A點移到B點，靜電力做功1.5×10-7J。再把這個電荷從B點移到C點，靜電力做功–4.0×10-7J。求：

（1）A、B、C三點中哪點電勢最高？

（2）A、C間的電勢差是多大？

（3）把–1.5×10-9C的電荷從A點移到B點，靜電力做多少功？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，三根相互平行的固定長直導線L1、L2和L3兩兩等距，通過L1、L2、L3中的電流大小相等，L1、L2中的電流方向垂直紙面向里，L3中的電流方向垂直紙面向外，在三根導線與紙面的交點所構成的等邊三角形的中心上放有一電流方向垂直紙面向外的通電長直導線則該導線受到的安培力的方向為

A. 指向L1 B. 指向L2 C. 背離L3 D. 指向L3

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