【題目】如圖所示為回旋加速器的原理示意圖，其核心部分是兩個靠得非常近的D形盒，兩盒分別和一交流電源的兩極相連，交流電源對粒子的加速電壓為U，勻強(qiáng)磁場分布在兩D形盒內(nèi)且垂直D形盒所在平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，在D形盒中央S點(diǎn)處放有粒子源。粒子源放出質(zhì)量為m、帶電量為q的粒子（設(shè)粒子的初速度為零）被回旋加速器加速，設(shè)D形盒的最大半徑為R，求：

（1）交流電源的周期T=？

（2）當(dāng)粒子在D形盒中圓周運(yùn)動半徑為R時，通過特定裝置將粒子導(dǎo)出，求將粒子導(dǎo)出前粒子被加速的次數(shù)n=?

【答案】（1）（2）

【解析】試題分析：粒子先在電場中加速，然后進(jìn)入磁場，做勻速圓周運(yùn)動，半圓周后，粒子再次進(jìn)入電場，此時電源交換電極，粒子繼續(xù)加速。粒子在磁場中運(yùn)動周期與電場變化周期相同，則粒子可一直加速；當(dāng)半徑最大時，獲得的速度最大，根據(jù)洛倫茲力提供向心力求出粒子離開加速器時的動能；粒子被電場加速一次動能的增加qU，根據(jù)最大動能求出加速的次數(shù)。

（1）圓周運(yùn)動周期等于交流電周期才可獲得持續(xù)加速,設(shè)圓周運(yùn)動半徑為r、周期為T：

，解得

（2）粒子圓周運(yùn)動：

粒子被加速：

解得：

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，真空中有一個半徑為R的均勻透明介質(zhì)球，一細(xì)束激光沿直線AB傳播，在介質(zhì)球表面的B點(diǎn)經(jīng)折射進(jìn)入球，入射角θ1＝60°，在球面上另一點(diǎn)又一次經(jīng)折射后進(jìn)人真空，此時激光的傳播方向相對于光線AB偏轉(zhuǎn)了60°.已知真空中的光速為c，求：

①介質(zhì)球的折射率n；

②激光在介質(zhì)球中傳播的時間t.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】宇航員乘坐宇宙飛船登上某星球，在該星球“北極”距星球表面附近h處自由釋放一個小球，測得落地時間為t.已知該星球半徑為R，自轉(zhuǎn)周期為T，引力常量為G.下列說法正確的是(　　)

A. 該星球的平均密度為

B. 該星球的第一宇宙速度為

C. 宇宙飛船繞該星球做圓周運(yùn)動的周期不大于

D. 如果該星球存在一顆同步衛(wèi)星，其距星球表面高度為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，兩質(zhì)量均為m的小球，通過長為L的不可伸長輕繩水平相連，從某一高處自由下落，下落過程中繩處于水平伸直狀態(tài)．在下落h高度時，繩的中點(diǎn)碰到水平放置的光滑釘子O.重力加速度為g，空氣阻力不計(jì)，則 （ ）

A. 小球從開始下落到剛到達(dá)最低點(diǎn)的過程中機(jī)械能守恒

B. 從輕繩與釘子相碰到小球剛到達(dá)最低點(diǎn)的過程，重力的瞬時功率先增大后減小

C. 小球剛到達(dá)最低點(diǎn)時速度大小為

D. 小球剛到達(dá)最低點(diǎn)時的加速度大小為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室把滑動變阻器與一只“3V、0.9W”的小燈泡L及開關(guān)S按此圖接在電動勢為3V的電源上。

（1）當(dāng)S閉合時，燈泡發(fā)光。若將滑片P向右滑動，燈泡將_____

A．變暗 B．變亮 C．亮度不變 D．可能燒壞

（2）繼續(xù)探究該小燈泡在不同電壓下的電阻值及功率變化，有下列器材供選用：

電流表G：滿偏電流10 mA，內(nèi)阻r1=30Ω；

電壓表V：量程3 V，內(nèi)阻約2kΩ；

標(biāo)準(zhǔn)電阻R1：阻值4 Ω；

標(biāo)準(zhǔn)電阻R2：阻值1 Ω；

滑動變阻器R3：阻值范圍為0～10 Ω；

學(xué)生電源：電動勢4 V；

開關(guān)S及導(dǎo)線若干。

為了準(zhǔn)確地測出小燈泡從0開始在不同電壓下的阻值，標(biāo)準(zhǔn)電阻應(yīng)_____（填器材符號）

（3）在圖中虛線框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并在圖上標(biāo)明所選器材代號_____________。

（4）假如在實(shí)驗(yàn)測量電壓表與電流表讀數(shù)分別為U、I，則此時小燈泡電阻的準(zhǔn)確值為_____（除U、I外，其余物理量將題中具體數(shù)據(jù)帶入）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在水滑的水平面內(nèi)建立如圖所示的直角坐標(biāo)系，長為L的光滑細(xì)桿AB 的兩個端點(diǎn)A、B被分別約束在x軸和y軸上運(yùn)動，現(xiàn)讓A沿x軸正方向以速度v0勻速運(yùn)動，已知P點(diǎn)為桿的中點(diǎn)，桿AB與x軸的夾角為θ。關(guān)于P點(diǎn)的運(yùn)動軌跡和P點(diǎn)的運(yùn)動速度大小v表達(dá)式正確的是( )

A. P點(diǎn)的運(yùn)動軌跡是一條直線

B. P點(diǎn)的運(yùn)動軌跡是圓的一部分

C. P點(diǎn)的運(yùn)動速度大小

D. P點(diǎn)的運(yùn)動速度大小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為4:1，原線圈與一可變電阻串聯(lián)后，接入一正弦交流電源;副線圈電路中固定電阻的阻值為R0，負(fù)載電阻的阻值R=11R0，V是理想電壓表，現(xiàn)將負(fù)載電阻的阻值減小為R=5R0，保持變壓器輸入電流不變，此時電壓表的讀數(shù)為5.0V，則()

A. 此時原線圈兩端電壓的最大值約為68V

B. 此時原線圈兩端電壓的最大值約為24V

C. 原線圈兩端原來的電壓有效值約為68V

D. 原線圈兩端原來的電壓有效值約為48V

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，ABD為豎直平面內(nèi)的光滑絕緣軌道，其中AB段是水平的，BD段為半徑R=0.2m的半圓，兩段軌道相切于B點(diǎn)，整個軌道處在豎直向下的勻強(qiáng)電場中，場強(qiáng)大小E=5.0×103V/m．一不帶電的絕緣小球甲，以速度v0沿水平軌道向右運(yùn)動，與靜止在B點(diǎn)帶正電的小球乙發(fā)生彈性碰撞．已知甲、乙兩球的質(zhì)量均為m=1.0×10-2kg，乙所帶電荷量q=2.0×10-5C，g取10m/s2．水平軌道足夠長，甲、乙兩球可視為質(zhì)點(diǎn)，整個運(yùn)動過程無電荷轉(zhuǎn)移．求：

（1）甲乙兩球碰撞后，若乙恰能通過軌道的最高點(diǎn)D，乙在軌道上的首次落點(diǎn)到B點(diǎn)的距離d；

（2）在滿足（1）的條件下甲的速度v0；

（3）若甲仍以速度v0向右運(yùn)動，增大甲的質(zhì)量，保持乙的質(zhì)量不變，求乙在軌道上的首次落點(diǎn)到B點(diǎn)的距離x的范圍．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一列沿x軸正方向傳播的簡譜橫波在t=0時刻的波形如圖所示，質(zhì)點(diǎn)P的x坐標(biāo)為3m.。已知任意振動質(zhì)點(diǎn)連續(xù)2次經(jīng)過平衡位置的時間間隔為0.4s。下列說法正確的是______

A. 波速為4m/s

B. 波的頻率為1.25Hz

C. x坐標(biāo)為15m的質(zhì)點(diǎn)在t=0.2s時恰好位于波谷

D. x的坐標(biāo)為22m的質(zhì)點(diǎn)在t=0.2s時恰好位于波峰

E. 當(dāng)質(zhì)點(diǎn)P位于波峰時，x坐標(biāo)為17m的質(zhì)點(diǎn)恰好位于波谷

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同步練習(xí)冊答案