题目内容

9．环形对撞机是研究高能粒子的重要装置，其工作原理的示意图如图所示，正、负离子由静止经过电压为U的直线加速器加速后，沿圆环切线方向射入对撞机的真空环状空腔内，环形对撞机是研究高能粒子的重要装置，其工作原理的示意图如图所示，正、负离子由静止经过电压为U的直线加速器加速后，沿圆环切线方向射入对撞机的真空环状空腔内，空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B．两种带电粒子将被局限在环状空腔内，沿相反方向做半径相等的匀速圆周运动，从而在碰撞区迎面相撞．为维持带电粒子在环状空腔中的匀速圆周运动，下列说法中正确的是（　　）
A．对于给定的加速电压，带电粒子的比荷$\frac{q}{m}$越大，磁感应强度B越大
B．对于给定的加速电压，带电粒子的比荷$\frac{q}{m}$越大，磁感应强度B越小
C．对于给定的带电粒子，加速电压U越大，粒子运动的周期越小
D．对于给定的带电粒子，不管加速电压U多大，粒子运动的周期都不变

分析 带电粒子被加速后进入匀强磁场区域，做匀速圆周运动，根据圆周运动的半径公式和周期公式判断荷质比与磁感强度的关系，周期和磁感强度的关系．

解答 解：A、B、环形空腔的半径保持不变，当电压不变时，粒子进入磁场的速度相同，根据带电粒子在磁场中做圆周运动的半径公式：R=$\frac{mv}{qB}$，荷质比越大，B应该越小，故A错误，B正确；
C、D、当带电粒子确定后，加速电压越大，粒子进入磁场速度越大，荷质比确定，所以磁感应强度应该越大，根据周期公式T=$\frac{2πm}{qB}$，可得磁感应强度的增大会使周期变小，故C正确，D错误；
故选：BC

点评 本题考查了带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径和周期，判断三个变化量之间的关系应有一个量保持不变．

练习册系列答案
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（1）用螺旋测微器测得小球的直径如图乙所示，则d=0.004700m
（2）多次改变高度H，重复上述实验，作出$\frac{1}{{t}^{2}}$-H的变化图象如图丙所示，该图线斜率的理论值k=4.2×103ms-2•m-1．（保留2位有效数字）
（3）实验中发现动能增加量△Ek总是稍小于重力势能减少量△EP，可能的原因是物块下落过程中阻力做功（任意答出一条原因即可）．
20．如图所示，为质点的振动图象，下列判断中有误的是（　　）
A．质点振动周期是8sB．振幅是±2cm
C．4s末质点的速度为负，加速度为零D．6s末质点的加速度为零，速度最大
17．下列说法正确的是（　　）
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B．液体与大气相接触，表面层分子间的相互作用力表现为引力
C．一定质量的理想气体发生绝热膨胀时，其内能不变
D．晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点
E．随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，分子势能不一定减小
4．如图所示，遥控电动赛车（可视为质点）从A点由静止出发，经过时间t后关闭电动机，赛车继续前进至B点后水平飞出，垂直地撞到倾角为θ=53°的斜面上C点．已知赛车在水平轨道AB部分运动时受到恒定阻力f=0.4N，赛车的质量m=0.4kg，通电后赛车的电动机以额定功率P=2W工作，轨道AB的长度L=2m，B、C两点的水平距离S=1.2m，空气阻力忽略不计，g取10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6．
求：（1）赛车运动到B点和C点时速度的大小分别为多少；
（2）赛车电动机工作的时间t．
14．如图所示，正方形ABCD的四个顶角分别有垂直于纸面的长直导线，A、B、C、D四处的导线中分别通有大小为I、2I、3I、4I的电流，方向如图所示，一直通电长直导线周围某点的磁感应强度B与导线中的电流I成正比、与该点到导线的距离r成反比，即B=k$\frac{1}{r}$，若只有A、C两处的导线中通有电流时，正方形的中心O点处的磁感应强度大小为B0，若四处导线中都通以电流，则O点处的磁感应强度大小为（　　）
A．0B．$\sqrt{2}$B0C．2B0D．3B0
1．在牛顿第二定律的表达式F=kma中，有关比例系数k的下列说法中正确的是（　　）
A．在任何情况下k都等于1
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C．k的数值与质量、加速度和力的单位无关
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18．环形磁铁的正反两面分别对应磁铁的两极，如图所示，环形磁铁A固定在轻杆的一端，环形磁铁B穿在该光滑轻杆上，给A一个初速度，让两磁铁随杆一起在竖直面里绕O点转动，图甲和图乙分别是A磁铁运动到最低点和最高点时的照片，下列分析正确的是（　　）
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B．A、B之间一定是斥力
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（i）加热前气缸内气体的压强；
（ii）活塞下移到2h处时气缸内气体的温度．

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