物理学家劳伦斯于1932年发明回旋加速器．如图所示为一种改进后的回旋加速器示意图.其中盒缝间的加速电场的电场强度恒定.且被限制在A.C板间.带电粒子从P0处由静止释放.并沿电场线方向射入加速电场.经加速后再进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动.图中P1.P2.P3分别为带电粒子在磁场做圆周运动三个相邻轨迹的最右边缘的点.对于这种改进后的回旋加速器.下列� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

17．

物理学家劳伦斯于1932年发明回旋加速器．如图所示为一种改进后的回旋加速器示意图，其中盒缝间的加速电场的电场强度恒定，且被限制在A、C板间，带电粒子从P₀处由静止释放，并沿电场线方向射入加速电场，经加速后再进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动，图中P₁、P₂、P₃分别为带电粒子在磁场做圆周运动三个相邻轨迹的最右边缘的点，对于这种改进后的回旋加速器，下列说法正确的是（　　）

	A．	带电粒子每运动一周就被加速一次
	B．	带电粒子每运动一周就被加速二次
	C．	P₁P₂=P₂P₃
	D．	加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸有关

分析带电粒子经加速电场加速后，进入磁场发生偏转，电场被限制在A、C板间，只有经过AC板间时被加速，所以运动一周加速一次，电场的方向不需改变．当带电粒子离开回旋加速器时，速度最大．

解答解：A、由可知，带电粒子每运动一周就被加速一次，加速电场方向不需要做周期性的变化，故A正确、B错误；
C、由nqU=$\frac{1}{2}$mv²，解得：r=$\frac{mv}{Bq}$，P₁P₂=2（r₂-r₁）=$\frac{2m△v}{Bq}$，因为每转一圈被加速一次，根据v₂²-v₁²=2ad，知每转一圈，速度的变化量不等，由数学规律可知，v₂-v₁＞v₃-v₂，则P₁P₂＞P₂P₃．故C错误．
D、当粒子从D形盒中出来时，速度最大，根据r=$\frac{mv}{Bq}$，得，v=$\frac{qBr}{m}$．知加速粒子的最大速度与D形盒的半径有关；故D正确；
故选：AD．

点评解决本题的关键知道该回旋加速器的原理，知道粒子每转一圈，加速一次，且都在AC间加速，加速的电场不需改变，解题的关键在于明确仪器的原理，然后再根据所学规律求解即可．

练习册系列答案

（2）在一次实验中，如果乙同学不知道实验所使用的交流电电源的实际频率已超过50Hz，仍然按照50Hz计算，那么他计算出来的平均速度值与真实值相比B
A．偏大　　B．偏小　　C．相等　　D．不能确定
（3）丙同学在测定匀变速直线运动的加速度时，得到了几条较为理想的纸带．他已在每条纸带上按每5个点取好一个计数点，即两计数点之间时间间隔为0.1s，依打点先后编为0，1，2，3，4，5．由于不小心，几条纸带都被撕断了，如图所示．请根据给出的A、B、C、D四段纸带回答：在B，C，D三段纸带中选出从纸带A上撕下的那段应该是C

8．风能是一种环保能源．风力发电是将风的动能转化为电能的过程，设空气的密度为ρ，水平风速为v，风力发电机有3个叶片，每个叶片迎风垂直面积为S．设风能转化为电能的效率为η，那么该风力发电机的电功率P=$\frac{3}{2}η{ρSv}^{3}$．

5．现测量一铜芯导线的电阻率，用米尺测出其长度为L，用螺旋测微器测得其直径为D，用多用电表测得其电阻值约为1Ω，为提高测量的精度，需从下列器材中挑选一些元件，设计电路，重新测量这段导线（图中用R_x表示）的电阻．
A．电源E（电动势为6.0V，内阻不计）
B．电压表V₁（量程为0～0.6V，内阻约为2kΩ）
C．电压表V₂（量程为0～6.0V，内阻约为6kΩ）
D．电流表A₁（量程为0～0.6A，内阻约为1Ω）
E．电流表A₂（量程为0～3.0A，内阻约为0.1Ω）
F．滑动变阻器R₁（最大阻值5Ω，额定电流1.0A）
G．滑动变阻器R₂（最大阻值10Ω，额定电流0.2A）
H．定值电阻R₀（阻值为9Ω）
I．开关S一个，导线若干
（1）如图甲所示是该实验小组用螺旋测微器对铜线直径的测量，其读数是0.700mm．

（2）为提高实验精度，要求电表的偏转不小于其量程的$\frac{1}{3}$，某同学设计了部分电路如图乙所示，请你在此基础上将电路补充完整，使实验可以完成．
（3）实验时电压表选B，电流表选D，滑动变阻器选F（只填代号）．
（4）若在测量时，电压表示数为U，电流表示数为I，则该铜芯导线所用材料的电阻率的表达式为ρ=$\frac{πU{D}^{2}}{4IL}$．

12．当8L的理想气体被等温压缩至6L时，压强的变化量是3×10⁴Pa，则气体原来的压强P₁=$9×1{0}_{\;}^{4}$Pa，等温压缩后的压强P₂=$1.2×1{0}_{\;}^{5}$Pa．

2．如图所示，电源的电动势和内阻都保持一定，在外电路的电阻逐渐减小的过程中，有（　　）

	A．	电源的路端电压一定逐渐变小		B．	电源的输出功率一定逐渐变小
	C．	电源内部消耗的功率一定逐渐变大		D．	电源供电效率可能变大

9．下列叙述中符合激光应用的实例，正确的是（　　）
①利用激光进行通信
②利用激光加工坚硬的材料
③利用激光进行室内照明
④利用激光进行长距离精确测量．

6．

如图所示，N匝数矩形导线框在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴OO′匀速转动，线框面积为S，线框的电阻、电感均不计，外电路接有电阻R、理想电流表A和二极管D．电流表的示数为I，二极管D具有单向导电性，即正向电阻为零，反向电阻无穷大，下列说法正确的是（　　）

	A．	导线框转动的角速度为$\frac{2RI}{NBS}$
	B．	导线框转动的角速度为$\frac{4RI}{NBS}$
	C．	导线框转到图示位置时，导线框中的磁通量最大，瞬时电动势为零
	D．	导线框转到图示位置时，导线框中的磁通量最大，瞬时电动势最大

7．一根粗细均匀的导线，加电压U时，通过导线的电流为I，导线中自由电子定向移动的平均速率为v，若将导线均匀拉长，使横截面的半径变为原来的$\frac{1}{2}$，再给它两端加上电压U，则（　　）

	A．	通过导线的电流为$\frac{I}{4}$
	B．	通过导线的电流为$\frac{I}{8}$
	C．	导线中自由电子定向移动的速率为$\frac{v}{2}$
	D．	导线中自由电子定向移动的速率为$\frac{v}{4}$

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