题目内容

5．图为回旋加速器的原理图，离子获得的最大速度受回旋加速器半径的限制，为了解决这个问题，某同学提出如下设想：让待加速的离子在回旋加速器内沿着半径为R的固定的圆轨道经过电场多次加速，这样离子获得的速度大小就不受回旋加速器半径的影响，对于这种“想象”的加速器，下列说法正确的是（　　）
A．两个D型盒区域内的磁感应强度保持不变
B．两个D型盒之间电场的方向周期性变化
C．离子在D型盒中运动时，速率会发生变化
D．离子受到洛伦兹力大小与离子的动能成正比

分析 由于离子半径不变，根据回旋加速器运用电场加速磁场偏转来加速粒子，根据洛伦兹力提供向心力可以求出粒子的最大速度，从而判断出速度与磁场间的关系．在加速粒子的过程中，电场的变化周期与粒子在磁场中运动的周期相等．

解答 解：A、由于离子在磁场中的轨道半径不变，根据$qvB=\frac{m{v}^{2}}{R}$可知，R=$\frac{mv}{qB}$，由于每次加速后，速度增大，轨道半径不变，故磁场强度增大，故A错误；
B、根据$T=\frac{2πR}{v}$可知$T=\frac{2πm}{qB}$，由于磁场增大，故离子在磁场中运动的周期减小，由于电场的周期跟离子在磁场中转动的周期相同，故B错误；
C、离子在磁场中受到的洛伦兹力只改变离子的方向，不改变离子速度的大小，故C错误；
D、根据$qvB=\frac{m{v}^{2}}{R}$可知由于R不变，故离子受到洛伦兹力大小与离子的动能成正比，故D正确
故选：D

点评 解决本题的关键知道回旋加速器电场和磁场的作用，知道最大动能与什么因素有关，以及知道粒子在磁场中运动的周期与电场的变化的周期相等．

练习册系列答案
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15．如图所示的传动装置中，B、C两轮固定在一起绕同一轴转动，A、B两轮用皮带传动，三轮半径关系是rA=rC=2rB，若皮带不打滑，则A、B、C轮边缘的a、b、c三点的角速度之比和线速度之比为（　　）
A．1：2：2，2：1：2B．1：2：2，1：1：2C．1：2：1，1：1：2D．1：1：2，1：1：2
16．质点是一种理想化的物理模型，下面对质点的理解正确的是（　　）
A．只有体积很小的物体才可以看作质点
B．研究月球绕地球运动的周期时，可将月球看作质点
C．只有质量很小的物体才可以看作质点
D．因为地球的质量、体积很大，所以在任何情况下都不能将地球看作质点
13．如图所示为两级皮带传动装置，转动时皮带均不打滑，中间两个轮子是固定在一起的，轮1的半径和轮2的半径相同，轮3的半径和轮4的半径相同，且为轮1和轮2半径的一半，则轮1边缘的a点和轮4边缘的c点相比（　　）
A．线速度之比为1：4B．角速度之比为1：4
C．向心加速度之比为8：1D．向心加速度之比为1：8
20．质量一定的物体放在光滑的水平面上，在水平力F作用下作加速直线运动，当F逐渐减小时，它的加速度将逐渐减小；速度将逐渐增大．（填“增大”或“减小”）
10．如图所示，传送带的水平部分长为L，运行速率恒定为v，在其左端初速放上木块，若木块与传送带间的摩擦因数为μ，则木块从左端运动到右端的时间可能是（　　）
A．$\sqrt{\frac{2L}{μg}}$B．$\frac{2L}{v}$C．$\frac{L}{v}$+$\frac{v}{2μg}$D．$\frac{L}{v}$
5．如图所示，先后以速度v1和v2匀速把一矩形线圈水平拉出有界匀强磁场区域，且v1=2v2，则在先后两种情况下（　　）
A．线圈中的感应电动势之比为E1：E2=1：2
B．线圈中的感应电流之比为I1：I2=1：2
C．线圈中产生的焦耳热之比Q1：Q2=1：4
D．通过线圈某截面的电荷量之比q1：q2=1：1
2．铝盘可绕OO转动，从盘的圆心引出导线，通过电阻R和铝盘边缘的电刷b相连，铝盘按图示方向转动，现施加一垂直穿过圆盘的匀强磁场，则（　　）
A．盘中的感应电流从b→O
B．b点的电势高于O点的电势
C．整个盘面都有磁场通过，磁通量不变，电阻R中无感应电流
D．所加磁场越强，圆盘越易停止转动
3．站在火车站台上的旅客听到火车笛声的音调（频率）变化情况是（　　）
A．当火车减速进站时，鸣笛声的音调逐渐变低
B．当火车减速进站时，鸣笛声的音调逐渐变高
C．当火车加速离站时，鸣笛声的音调逐渐变低
D．当火车加速离站时，鸣笛声的音调逐渐变高

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