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2023年廣東省廣州市黃廣中學(xué)高考物理模擬試卷(3月份)
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試題詳情
如圖所示,真空中有一回旋加速器,其兩金屬D形盒的半徑為1.5R,左盒接出一個(gè)水平向右的管道,管道右邊緊連一垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B
2
、半徑為R的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng),距離磁場(chǎng)右邊界0.2R處有一長(zhǎng)度為
2
.
4
3
R
的熒光屏。兩盒間距較小,加入一交流加速電壓;垂直于兩盒向上加入一磁感應(yīng)強(qiáng)度B
1
的勻強(qiáng)磁場(chǎng)?,F(xiàn)在盒的中心處由靜止釋放一比荷為
e
m
的電子,經(jīng)過(guò)時(shí)間t電子便進(jìn)入水平向右的管道。已知電子在電場(chǎng)中的加速次數(shù)與回旋半周的次數(shù)相同,加速電子時(shí)電壓的大小可視為不變。則:
(1)進(jìn)入圓形磁場(chǎng)的電子獲得的速度為多大?
(2)此加速器的加速電壓U為多大?
(3)如果電子不能打出熒光屏之外,那么B
1
必須符合什么條件?
【考點(diǎn)】
回旋加速器
;
帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)
.
【答案】
見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書(shū)面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59
組卷:300
引用:3
難度:0.4
相似題
1.
如圖所示為回旋加速器的示意圖。兩個(gè)靠得很近的D形金屬盒處在與盒面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,一質(zhì)子從加速器的A處開(kāi)始加速。已知D型盒的半徑為R,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,兩盒間的高頻交變電源的電壓為U、頻率為f,質(zhì)子質(zhì)量為m,電荷量為q。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.質(zhì)子的最大速度與高頻交變電源的電壓U有關(guān),且隨電壓U增大而增加
B.質(zhì)子的最大動(dòng)能為
(
q
BR
)
2
2
m
C.高頻交變電源的頻率
f
=
q
B
2
πm
D.D形金屬盒內(nèi)無(wú)電場(chǎng),兩盒間無(wú)磁場(chǎng)
發(fā)布:2024/10/26 3:30:1
組卷:134
引用:3
難度:0.6
解析
2.
如俯視圖a所示,為改進(jìn)后的回旋加速器的原理圖,圖中粗黑線(xiàn)段為兩個(gè)正對(duì)的極板,其間存在勻強(qiáng)電場(chǎng),兩極板間電勢(shì)差為U。兩個(gè)極板的板面中部各有一寬度為d的狹縫(沿OP方向的狹長(zhǎng)區(qū)域),帶電粒子可通過(guò)狹縫穿越極板(見(jiàn)圖b);兩細(xì)虛線(xiàn)間(除開(kāi)兩極板之間的區(qū)域)既無(wú)電場(chǎng)也無(wú)磁場(chǎng);其它部分存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于紙面。在離子源S中產(chǎn)生的質(zhì)量為m、帶電量為q(q>0)的離子,由靜止開(kāi)始被電場(chǎng)加速,經(jīng)狹縫中的O點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域,O點(diǎn)到極板右端的距離為D,到出射孔P的距離為bD(常數(shù)b為大于2的自然數(shù))。已知磁感應(yīng)強(qiáng)度大小在零到最大值之間可調(diào),離子從離子源上方的O點(diǎn)射入磁場(chǎng)區(qū)域,最終只能從出射孔P射出。假設(shè)如果離子打到器壁或離子源外壁則即被吸收,且忽略極板的邊緣效應(yīng)和相對(duì)論效應(yīng)。求:
(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向,并求出可能的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值;
(2)若磁感應(yīng)強(qiáng)度
B
=
3
D
2
U
m
q
,b=28,則出射離子的能量最大值;
(3)在(2)的條件下,離子從靜止出發(fā)到從P射出歷經(jīng)的時(shí)間。
發(fā)布:2024/9/21 2:0:8
組卷:33
引用:2
難度:0.3
解析
3.
小明受到回旋加速器的啟發(fā),設(shè)計(jì)了如圖1所示的“回旋加速裝置”。兩相距為d的平行金屬柵極板M、N,板M位于x軸上,板N在它的正下方。兩板間加上如圖2所示的幅值為U
0
的交變電壓,周期
T
0
=
2
πm
q
B
。板M上方和板N的下方有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B、方向相反的勻強(qiáng)磁場(chǎng),粒子探測(cè)器位于y軸處,僅能探測(cè)到垂直射入的帶電粒子。有一沿x軸可以移動(dòng)、粒子出射初動(dòng)能可調(diào)節(jié)的粒子發(fā)射源,沿y軸正方向射出質(zhì)量為m、電荷量為q(q>0)的粒子。t=0時(shí)刻,發(fā)射源在(x,0)位置發(fā)射一帶電粒子。忽略粒子的重力和其它阻力,粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不計(jì)。
(1)若粒子只經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)并在y=y
0
處被探測(cè)到,求發(fā)射源的位置和粒子的初動(dòng)能;
(2)若粒子兩次進(jìn)出電場(chǎng)區(qū)域后被探測(cè)到,試分別討論當(dāng)粒子初動(dòng)能E
k0
如為以下兩種情況時(shí)①E
k0
>2qU
0
,②qU
0
<E
k0
<2qU
0
,粒子發(fā)射源的位置x與被探測(cè)到的位置y之間的關(guān)系,并畫(huà)出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖。(注意:E
k0
不是已知量,結(jié)果用x、y、B、q、m、U
0
來(lái)表示)
發(fā)布:2024/9/24 6:0:8
組卷:37
引用:2
難度:0.5
解析
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