题目内容
6．
为了科学研究的需要，常常将质子（带有一个正的元电荷，质量为一个原子质量单位）和α粒子（带有两个正的元电荷，质量为四个原子质量单位）等带电粒子贮存在圆环状空腔中，圆环状空腔置于一个与圆环平面垂直的匀强磁场中，带电粒子在其中做匀速圆周运动（如图）．如果质子和α粒子分别在两个完全相同的圆环状空腔中做圆周运动，且在同样的匀强磁场中，比较质子和α粒子在圆环状空腔中运动的动能EH和Eα，运动的周期TH和Tα的大小，有（ ）| A． | EH=Eα，TH=Tα | B． | EH≠Eα，TH=Tα | C． | EH=Eα，TH≠Tα | D． | EH≠Eα，TH≠Tα |
分析 束缚粒子在圆环状空腔中的力是磁场施加的洛伦兹力使粒子在空腔中做匀速圆周运动，即满足qvB=m$\frac{{v}^{2}}{R}$，由此列式讨论可得．
解答 解：设质子的质量为m．则α粒子的质量为4m；
粒子在空腔中做匀速圆周运动，故满足qvB=m$\frac{{v}^{2}}{R}$得：
v=$\frac{qBR}{m}$，
动能为：
E=$\frac{1}{2}$mv2=$\frac{{q}^{2}{B}^{2}{R}^{2}}{2m}$
由题知，R相同，B相同，故有：
$\frac{{E}_{H}}{{E}_{α}}$=$\frac{\frac{{e}^{2}}{2m}}{\frac{（2e）^{2}}{2×4m}}$=$\frac{1}{1}$，即有EH=Eα；
据周期公式有：
T=$\frac{2πR}{v}$=$\frac{2πm}{qB}$，知B相同，
则：$\frac{{T}_{H}}{{T}_{α}}$=$\frac{\frac{m}{e}}{\frac{4m}{2e}}$=$\frac{1}{2}$，则Tp≠Tα
故选：C
点评 粒子能储存在空腔中，主要是在磁场力束缚下使粒子在空腔中做匀速圆周运动，正确的根据F洛=F向列式求解，注意向心力的不同表述．
练习册系列答案
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| A． | v1＞v2，△E1=△E2 | B． | v1＞v2，△E1＜△E2 | C． | v1=v2，△E1=△E2 | D． | v1＜v2，△E1＜△E2 |
如图所示，是小球平抛运动过程中拍下的频闪照片中的一部分．已知频闪周期为T，照片中每个背景小正方形的边长所代表的实际长度为b．则小球平抛的初速度大小v0=$\frac{3b}{T}$，重力加速度g=$\frac{b}{{T}^{2}}$．（以上两空均用用b、T表示．）
1．
如图所示，一个闭合三角形导线框ABC位于竖直平面内，其下方（略靠前）固定一根与线框平面平行的水平直导线，导线中通以图示方向的恒定电流．释放线框，它由实线位置下落到虚线位置未发生转动，在此过程中（ ）
如图所示，一个闭合三角形导线框ABC位于竖直平面内，其下方（略靠前）固定一根与线框平面平行的水平直导线，导线中通以图示方向的恒定电流．释放线框，它由实线位置下落到虚线位置未发生转动，在此过程中（ ）| A． | 线框中感应电流方向依次为ACBA→ABCA | |
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11．有关偏振和偏振光的下列说法中不正确的是（ ）
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18．
如图所示，一重力不计的带电粒子以初速度v0射入水平放置、距离为d的两平行金属板，射入方向沿两极板的中心线，当极板所加电压为U1时，粒子落在A板上的P点，如果将带电粒子的初速度变为2v0，同时将A板向上移动$\frac{d}{2}$后，使粒子由原入射点射入后仍落在P点，则极板间所加电压U2为（ ）
如图所示，一重力不计的带电粒子以初速度v0射入水平放置、距离为d的两平行金属板，射入方向沿两极板的中心线，当极板所加电压为U1时，粒子落在A板上的P点，如果将带电粒子的初速度变为2v0，同时将A板向上移动$\frac{d}{2}$后，使粒子由原入射点射入后仍落在P点，则极板间所加电压U2为（ ）| A． | U2=3U1 | B． | U2=6U1 | C． | U2=8U1 | D． | U2=12U1 |
在一次课外探究活动中，某同学设计了一个试验如图所示，用水平力F向左拉金属板B，使其向左运动，而A保持静止，要使弹簧测力计示数保持不变，B向左运动的过程中是否一定要做匀速直线运动？不一定（填“一定”或“不一定”）．
16．
某超市中，两层楼间有一架斜面式自动扶梯（无阶梯），如图所示，小张乘匀速上升的自动扶梯上楼时，沿水平方向推着质量为m的购物车．假设小张、购物车、自动扶梯间保持相对静止，自动扶梯的倾角为30°，小张的质量为M．则（ ）
某超市中，两层楼间有一架斜面式自动扶梯（无阶梯），如图所示，小张乘匀速上升的自动扶梯上楼时，沿水平方向推着质量为m的购物车．假设小张、购物车、自动扶梯间保持相对静止，自动扶梯的倾角为30°，小张的质量为M．则（ ）| A． | 小张对扶梯的压力大于Mgcos30°，方向垂直于斜面向下 | |
| B． | 小张对扶梯的摩擦力大于Mgsin30°，方向沿斜面向上 | |
| C． | 小张可能只受重力、购物车对小张的推力、扶梯对小张的摩擦力共三个力的作用 | |
| D． | 若小张推购物车的水平推力变大，但小张、购物车、自动扶梯间还是能保持相对静止，扶梯受到小张的压力变小 |