【題目】中國科學(xué)家2015年10月宣布中國將在2020年開始建造世界上最大的粒子加速器。加速器是人類揭示物質(zhì)本源的關(guān)鍵設(shè)備,在放射治療、食品安全、材料科學(xué)等方面有廣泛應(yīng)用。
如圖所示,某直線加速器由沿軸線分布的一系列金屬圓管(漂移管)組成,相鄰漂移管分別接在高頻脈沖電源的兩極。質(zhì)子從K點(diǎn)沿軸線進(jìn)入加速器并依此向右穿過各漂移管,在漂移管內(nèi)做勻速直線運(yùn)動,在漂移管間被電場加速,加速電壓視為不變。設(shè)質(zhì)子進(jìn)入漂移管B時(shí)速度為8×106m/s,進(jìn)入漂移管E時(shí)速度為1×107m/s,電源頻率為1×107Hz,漂移管間縫隙很小,質(zhì)子在每個(gè)管內(nèi)運(yùn)動時(shí)間視為電源周期的1/2.質(zhì)子的荷質(zhì)比取1×108C/kg。求:
(1)漂移管B的長度;
(2)相鄰漂移管間的加速電壓。
【答案】
(1)
解:設(shè)質(zhì)子進(jìn)入漂移管B的速度為 ,電源頻率、周期分別為f、T,漂移管A的長度為L,則
①
②
聯(lián)立①②式并代入數(shù)據(jù)得 ③
答:漂移管B的長度為0.4m
(2)
解:設(shè)質(zhì)子進(jìn)入漂移管E的速度為 ,相鄰漂移管間的加速電壓為U,電場對質(zhì)子所做的功為W,質(zhì)子從漂移管B運(yùn)動到E電場做功W',質(zhì)子的電荷量為q、質(zhì)量為m,則
④
⑤
⑥
聯(lián)立④⑤⑥式并代入數(shù)據(jù)得 ⑦
答:相鄰漂移管間的加速電壓為 。
【解析】(1)質(zhì)子在漂移管內(nèi)做勻速直線運(yùn)動,根據(jù)質(zhì)子在每個(gè)管內(nèi)運(yùn)動時(shí)間視為電源周期的 ,求出質(zhì)子在B中運(yùn)動的時(shí)間,由公式x=vt求解B管的長度.(2)質(zhì)子每次在漂移管間被加速,根據(jù)動能定理列式,可求相鄰漂移管間的加速電壓。
【考點(diǎn)精析】掌握動能定理的綜合應(yīng)用是解答本題的根本,需要知道應(yīng)用動能定理只考慮初、末狀態(tài),沒有守恒條件的限制,也不受力的性質(zhì)和物理過程的變化的影響.所以,凡涉及力和位移,而不涉及力的作用時(shí)間的動力學(xué)問題,都可以用動能定理分析和解答,而且一般都比用牛頓運(yùn)動定律和機(jī)械能守恒定律簡捷.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,方盒A靜止在光滑的水平面上,盒內(nèi)有一個(gè)小滑塊B,盒的質(zhì)量是滑塊質(zhì)量的2倍,滑塊與盒內(nèi)水平面間的動摩擦因數(shù)為μ;若滑塊以速度v開始向左運(yùn)動,與盒的左右壁發(fā)生無機(jī)械能損失的碰撞,滑塊在盒中來回運(yùn)動多次,最終相對盒靜止,則此時(shí)盒的速度大小為;滑塊相對盒運(yùn)動的路程。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖1是書本上演示小蠟塊運(yùn)動規(guī)律的裝置.在蠟塊沿玻璃管(y方向)上升的同時(shí),將玻璃管緊貼著黑板沿水平方向(x方向)向右運(yùn)動,得到了蠟塊相對于黑板(xoy平面)運(yùn)動的軌跡圖(圖2).則蠟塊沿玻璃管的上升運(yùn)動與玻璃管沿水平方向的運(yùn)動,可能的形式是( )
A.小蠟塊沿玻璃管做勻加速直線運(yùn)動,玻璃管沿水平方向做勻加速直線運(yùn)動
B.小蠟塊沿玻璃管做勻加速直線運(yùn)動,玻璃管沿水平方向做勻速直線運(yùn)動
C.小蠟塊沿玻璃管做勻速直線運(yùn)動,玻璃管沿水平方向先加速后減速
D.小蠟塊沿玻璃管做勻速直線運(yùn)動,玻璃管沿水平方向先減速后加速
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,其中電流表A的量程為0.6A,表盤均勻劃分為30個(gè)小格,每一小格表示0.02A;R1的阻值等于電流表內(nèi)阻的 ;R2的阻值等于電流表內(nèi)阻的2倍。若用電流表A的表盤刻度表示流過接線柱1的電流值,則下列分析正確的是( )
A.將接線柱1、2接入電路時(shí),每一小格表示0.04A
B.將接線柱1、2接入電路時(shí),每一小格表示0.02A
C.將接線柱1、3接入電路時(shí),每一小格表示0.06A
D.將接線柱1、3接入電路時(shí),每一小格表示0.01A
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】回答下列問題:
(1)用多用電表的歐姆擋測量阻值約為幾十kΩ的電阻Rx , 以下給出的是可能的操作步驟,其中S為選擇開關(guān),P為歐姆擋調(diào)零旋鈕,把你認(rèn)為正確步驟前的字母按合理的順序填寫在橫線上 .
a . 將兩表筆短接,調(diào)節(jié)P使指針對準(zhǔn)刻度盤上歐姆擋的零刻度,斷開兩表筆
b . 將兩表筆分別連接到被測電阻的兩端,讀出Rx的阻值后,斷開兩表筆
c . 旋轉(zhuǎn)S使其尖端對準(zhǔn)歐姆擋×1 k
d . 旋轉(zhuǎn)S使其尖端對準(zhǔn)歐姆擋×100
e . 旋轉(zhuǎn)S使其尖端對準(zhǔn)OFF擋,并拔出兩表筆
(2)正確操作后,多用電表的指針位置如圖所示,此被測電阻Rx的阻值約為Ω.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示為閉合電路中兩個(gè)不同電源的UI圖象,則下列說法中正確的是( )
A.電動勢E1=E2,短路電流I1>I2
B.電動勢E1=E2,內(nèi)阻r1>r2
C.電動勢E1>E2,內(nèi)阻r1>r2
D.當(dāng)兩電源的工作電流變化量相同時(shí),電源1 的路端電壓變化較大
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,電源電動勢E=10 V,內(nèi)阻r=0.5 Ω,標(biāo)有“8 V 16 W”的燈泡L恰好能正常發(fā)光,電動機(jī)M繞線的電阻R0=1 Ω,求:
(1)電源的總功率
(2)電動機(jī)的輸出功率
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,電路兩端的電壓U保持不變,電阻R1、R2、R3消耗的電功率一樣大,則電阻之比R1∶R2∶R3是( )
A.1∶1∶1
B.4∶1∶1
C.1∶4∶4
D.1∶2∶2
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,傳送帶長L=9m,與水平方向的夾角θ=37°,以v0=5m/s的恒定速度向上運(yùn)動.一個(gè)質(zhì)量為m=2kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),沿平行于傳送帶方向以v1=10m/s的速度滑上傳送帶,已知物塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)=0.5,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10m/s2 . 求:
(1)物塊剛滑上傳送帶時(shí)的加速度a
(2)物塊到達(dá)傳送帶頂端時(shí)的速度v.
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