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2023年江蘇省泰州市高考物理一調(diào)試卷
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試題詳情
回旋加速器的示意圖如圖甲所示,兩D形金屬盒半徑為R,兩盒間狹縫間距為d,勻強(qiáng)磁場(chǎng)與盒面垂直,加在狹縫間的交變電壓u
ab
的變化規(guī)律如圖乙所示,周期為T,U未知。盒圓心O處放射源放出粒子飄入狹縫,其初速度視為零,有粒子經(jīng)電場(chǎng)加速和磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn),最后從盒邊緣的窗口P射出。不考慮粒子的重力及粒子間相互作用。
(1)若放射源是Po,
210
84
P
o
自發(fā)衰變成
206
82
P
b
的同時(shí)放出一個(gè)粒子,衰變過(guò)程中釋放的核能為ΔE
0
。已知
210
84
P
o
核的比結(jié)合能為E
1
,
206
82
P
b
核的比結(jié)合能為E
2
,請(qǐng)寫出衰變方程,并求所釋放粒子的比結(jié)合能E
3
;
(2)若放射源持續(xù)均勻地放出質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子。
①在t=0時(shí)刻放出的一個(gè)粒子,經(jīng)過(guò)4次加速后到達(dá)圖中的A點(diǎn),OA間的距離為x,求該粒子到達(dá)A點(diǎn)的速度大小v
A
;
②假設(shè)某時(shí)刻從放射源放出的粒子不能被加速即被吸收,能從P出射的粒子每次經(jīng)過(guò)狹縫均做加速運(yùn)動(dòng)。為使得從P處出射的粒子與放射源放出粒子的數(shù)目之比大于40%,求U應(yīng)滿足的條件。
【考點(diǎn)】
回旋加速器
.
【答案】
見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59
組卷:138
引用:5
難度:0.3
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( ?。?/h2>
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(見圖b);兩細(xì)虛線間(除開兩極板之間的區(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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