【題目】勞倫斯和利文斯設(shè)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,高頻交流電頻率為f,加速電壓為U,若A處粒子源產(chǎn)生的質(zhì)子質(zhì)量為m、電 荷量為+q,在加速器中被加速,且加速過程中不考慮相對論效應和重力的影響.則下列說法正確的是
A. 質(zhì)子被加速后的最大速度不可能超過2πRf
B. 質(zhì)子離開回旋加速器時的最大動能與加速電壓U成正比
C. 質(zhì)子第2次和第1次經(jīng)過兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比為
D. 不改變磁感應強度B和交流電頻率f該回旋加速器的最大動能不變
【答案】ACD
【解析】試題分析:回旋加速器運用電場加速磁場偏轉(zhuǎn)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.在加速粒子的過程中,電場的變化周期與粒子在磁場中運動的周期相等
金屬盒最大半徑為R,則質(zhì)子被加速后輸出時的最大加速半徑為R,所以有,A正確;在磁場中運動時,洛倫茲力充當向心力,即根據(jù),知,則最大動能,與加速的電壓無關(guān);據(jù)此可知,不改變磁感應強度B和交流電頻率f,該回旋加速器的最大動能不變.故BD錯誤;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)知,質(zhì)子第二次和第一次經(jīng)過D形盒狹縫的速度比為,根據(jù),則半徑比為,故C正確.
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【題目】絕熱氣缸倒扣在水平地面上,缸內(nèi)裝有一電熱絲,缸內(nèi)有一光滑的絕熱活塞,封閉一定質(zhì)量的理想氣體,活塞下吊著一重為G的重物,活塞重為G0,活塞的截面積為S,開始時封閉氣柱的高為h,氣體的溫度為T1,大氣壓強為p0.現(xiàn)給電熱絲緩慢加熱,若氣體吸收熱量Q時,活塞下降了h,求:
①氣體的溫度升高多少;
②氣體的內(nèi)能增加多少?
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【題目】如圖所示,在光滑水平面內(nèi),虛線右側(cè)存在勻強磁場,磁場方向垂直紙面向外,一正方形金屬線框質(zhì)量為n,電阻為R,邊長為L,從虛線處進入磁場時開始計時,在外力作用下,線框由靜止開始,以垂直于磁場變化的恒定加速度a進入磁場區(qū)域,t1時刻線框全部進入磁場,規(guī)定順時針方向為感應電流I的正方向,外力大小為F,線框中電功率的瞬時值為P,通過導體橫截面的電荷量為q,其中P-t和q-t圖像均為拋物線,則這些量隨時間變化的圖像正確的是
A. B. C. D.
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【題目】物體導電是由其中的自由電荷定向移動引起的,這些可以移動的自由電荷又叫載流子.金屬導體的載流子是自由電子,現(xiàn)代廣泛應用的半導體材料分為兩大類:一類是N型半導體,它的載流子為電子;另一類是P型半導體,它的載流子為“空穴”,相當于帶正電的粒子,如果把某種材料制成的長方體放在勻強磁場中,磁場方向如圖所示,且與前后側(cè)面垂直,長方體中通有方向水平向右的電流,設(shè)長方體的上下表面M、N的電勢分別為φM和φN,則下列判斷中正確的是( )
A. 如果是P型半導體,有φM>φN
B. 如果是N型半導體,有φM<φN
C. 如果是P型半導體,有φM<φN
D. 如果是金屬導體,有φM<φN
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【題目】如圖所示,水平傳送帶AB長12 m,以v0=5 m/s的速度勻速運動,運動方向向右,另有一物體以v=10 m/s的速度滑上傳送帶的右端,它與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為0.5.(g=10 m/s2)
(1)通過計算說明物體能否到達左端A點?
(2)求物體在傳送帶上運動的時間.
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【題目】下列說法中正確的是( )
A. 盧瑟福依據(jù)大多數(shù)α粒子發(fā)生大角度散射提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型
B. 處于基態(tài)的氫原子吸收一個光子躍遷到激發(fā)態(tài),再向低能級躍遷時輻射光子的頻率一定不大于入射光子的頻率
C. 一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應,可能因為這束光的強度太小
D. 鈾()經(jīng)過多次αβ衰變形成穩(wěn)定的鉛的過程中,有6個中子轉(zhuǎn)變成質(zhì)子
E. 兩個質(zhì)量較輕的原子核聚變形成一個中等質(zhì)量的原子核要發(fā)生質(zhì)量虧損
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【題目】如圖甲所示,MN、PQ為間距L= 0.5m足夠長的平行導軌, ,導軌的電阻均不計.導軌平面與水平面間的夾角θ=37°,NQ間連接有一個R=4Ω的電阻.有一勻強磁場垂直于導軌平面且方向向 上,磁感應強度為B0=1T.將一根質(zhì)量為m=0.05kg有一定阻值的金屬棒ab緊靠NQ放置在導軌上,且與導軌接觸良好.現(xiàn)由靜止釋放金屬 棒,當金屬棒滑行至cd處時達到穩(wěn)定速度,已知在此過程中通過金屬棒截面的電量q=0.2C,且金屬棒的加速度a與速度v的關(guān)系如圖乙所示,設(shè)金屬棒沿導軌向下運動過程中始終與NQ平行.(sin 37°= 0. 6, cos 37°= 0. 8)求:
(1)金屬棒與導軌間的動摩擦因數(shù)μ;
(2)cd離NQ的距離s;
(3)金屬棒滑行至cd處的過程中,電阻R上產(chǎn)生的熱量;
(4)若將金屬棒滑行至cd處的時刻記作t= 0,從此時刻起,讓磁感應強度逐漸減小,為使金屬棒中不產(chǎn)生感應電流,則磁感應強度B應怎樣隨時間t變化(寫出B與t的關(guān)系式).
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【題目】如圖所示,某同學平伸右手托著質(zhì)量為m的“魔方”玩具,從靜止開始沿水平方向做勻加速運動。一端時間后,速度變?yōu)?/span>v(魔方與手始終相對靜止),魔方與手掌之間的動摩擦因數(shù)為μ,下列說法正確的是
A. 手對魔方不做功
B. 手對魔方做的功為
C. 魔方所受摩擦力大小為μmg
D. 手對魔方的作用力方向豎直向上
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【題目】如圖甲所示,豎直放置兩端封閉的玻璃管中注滿清水,內(nèi)有一個紅蠟塊能在水中以0.3 m/s的速度勻速上浮,F(xiàn)當紅蠟塊從玻璃管的下端勻速上浮的同時,使玻璃管水平勻速向右運動,測得紅蠟塊實際運動的方向與水平方向的夾角為37°,則:(sin37° = 0.6;cos37° = 0.8)
(1)根據(jù)題意可知玻璃管水平方向的移動速度為 ______ m/s。
(2)如圖乙所示,若紅蠟塊從A點勻速上浮的同時,使玻璃管水平向右做勻加速直線運動,則紅蠟塊實際運動的軌跡是圖中的 ______。
A.直線P B.曲線Q C.曲線R D.無法確定
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