2013高中物理热点回旋加速器知识点与习题高考题总结

1、第第 页共7页东城区参考答案2（18分）（1）粒子在D形盒内做圆周运动，轨道半径达到最大时被引出，具有最大动能。设此时的速度为v，有qvB=mv2(1)qBR可得v=丁,粒子的最大动能Ek1q2B2R22mv2东城区参考答案2（18分）（1）粒子在D形盒内做圆周运动，轨道半径达到最大时被引出，具有最大动能。设此时的速度为v，有qvB=mv2(1)qBR可得v=丁,粒子的最大动能Ek1q2B2R22mv2=(4分八(2)粒子被加速一次所获得的能量为qU,粒子被第n次和n+1次加速后的动能分别为Ekn1=mv22nq2B2R2Fn=nqUEkn+11=mv22n+1q2B2R2n+12m=(n+1

2、)qU(3)，R可得寸Rn+1n二（5分），（3）设粒子被电场加速的总次数为a,则q2B2R2Ek=aqU一=，可得aqB2R2-mUF（5），粒子在加速器中运动的时间是粒子在D形盒中旋转a个半圆周的总时间t.（6），2兀mT=qB冗BR2(7),解得t=-2U-（5分）,（4）加速器加速带电粒子的能量为Ek1q2B2R2mmv2=-5，由22m粒子换成氘核q2B2R2有2B2R21，则B1=2BB,即磁感应强度需增大为原来的72倍；高频交流电源的周期2兀mT=qB海淀区零模参考答案23.（18分）解：（1）带电微滴进入电场后，做类平抛运动，离开电场时，沿垂直电场方向的速度大小为v0,沿电场方

3、向的速度大小为.qUl=v22v2（2分），设带电微滴在电场中运动的时间为t，根据牛顿第二定律与运动学公式v、,=-rt（1分）t=（10ymdv分），解得：q=分），解得：q=mdvJv2UlV2一0-（3分），（2）带电微滴离开电场后做匀速直线运动，设运动方向与v0方向的夹角为心根据平TOC o 1-5 h zvy,；v2v2l抛运动的特点，tan0=T=（3分），解得y=0-（b+-）（3分），（3）由（1）问和（2）问的结果可知，微vlv20b+02qUll滴到达纸面上时偏离原入射方向的距离y=；（b+彳）（2分）y的数值越大，即纸面上的字体越大。在m、q以及v0一定的条mdv2200

4、件下，若要使纸上的字体高度放大，可以增大偏转电场两极板间的电压U、偏转极板的右端距纸面的距离b或偏转极板的长度l，也可以减小偏转电场两极板间的距离d。（3分）海淀区参考答案123.（18分）解：（1）设正离子经过窄缝被第一次加速加速后的速度为v1,由动能定理得qU=2mv2（2分），正离子在磁场中做匀速圆周运动，半径为r1,由牛顿第二定律得v2Bqv=mq（2分），由以上两式解得r1r112mU1F（1分），（2）设正离子经过窄缝被第n次加速加速后的速度为vn，由qqB2n1vU动能定理得nqU=2mvn（1分），粒子在狭缝中经n次加速的总时间广二（1分），由牛顿第二定律qd=ma,12nm（

5、i分），由以上三式解得电场对粒子加速的w间=d、u（1分），正离子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律v2Bqv二m7Q分）二T（1分），粒子在磁场中做圆周运动的时间t.=（n-，（1分,由以上三式解得22（n-1）m12nm（n-1）m-ir-（1分），所以，粒子从离开离子源到被第次加速结束时所经历的时间=t1+t2=d,：m+（1分）（3）设离子从D盒边缘离开时做圆周运动的轨迹半径为rm,速度为vm，v2r=R（i分），Bqv=m*mmrm口1（1分）离子获得的最大动能为e=2mv；q2B2R2-mr（1分），所以,要提高某一离子被半径为？的回旋加速器加速后的最大动能可以增大加速器中的磁感应强度B。（1分）丰台区参考答案23.（18分）解析:（1）（6分）设质子第1次经过狭缝被加速后的速度为1v2vqU=-mv2（2分），qvB=m（21,211r1分），联立解得：r=M2mU（2分），（2）（8分），设质子从静止开始加速到出口处被加速了n圈，质子在出口处的速1Bq1八v22冗m度为v,2nqU=2mv2（2分），qvB=mR（1分），T=-B-（2分=nT（1分），联立解得冗BR2t二2U（2分），（3）（4分），回旋加速器正常工作时高频电压的频率必须与粒子回旋的频率相同。设高频电压的频率为f，则于=1=qB