高中 | 动能定理的理解与一般应用 题目答案及解析

稿件来源:高途

高中 | 动能定理的理解与一般应用题目答案及解析如下,仅供参考!

必修2

第七章 机械能守恒定律

7.7 动能和动能定理

动能定理的理解与一般应用

回旋加速器的主要结构如图所示,两个$D$形金属盒间接高频交流电源,且两金属盒置于与盒面垂直的匀强磁场中,两金属盒间的狭缝宽度很小。粒子源$S$位于金属盒的圆心处,粒子源射出的粒子的初速度可以忽略。现用回旋加速器分别加速两种不同的粒子$a$$b$$a$$b$的质量之比为$1:4$,电荷量之比为$1:2$,已知狭缝间的加速电压大小恒为$U$,磁场的磁感应强度大小为$B$$D$形金属盒的半径为$R$,狭缝之间的加速距离为$d$。不计粒子受到的重力,则$(\qquad)$

["

要使粒子$a$$b$每经过狭缝都被加速,交变电压的频率不相同

","

粒子$a$$b$所能达到的最大动能相等

","

粒子$a$$b$$D$形金属盒中运动第$n$个半圆的半径之比为$\\sqrt{2}:2$

","

粒子$a$$b$在达到最大动能的过程中,通过狭缝的次数之比为$1:2$

"]
[["ABC"]]

$\rm A$.带电粒子在磁场中运动的周期与电场变化的周期相等,周期$T=\dfrac{2\pi m}{qB}$,与粒子的速度无关,交变电场的周期也为$T=\dfrac{2\pi m}{qB}$,频率为$f=\dfrac{1}{T}=\dfrac{qB}{2\pi m}$,因两粒子$a$$b$比荷不相同,则交变电压的频率不相同,故$\rm A$正确;

$\rm B$.当粒子的半径到达$D$型盒的半径$R$时,速度最大,由公式$E_{\rm k}=\dfrac{1}{2}m{{v}^{2}}=\dfrac{{{B}^{2}}{{q}^{2}}{{R}^{2}}}{2m}$

可得,动能之比等于电荷量的平方之比与质量反比的积,所以所能达到的最大动能相等,故$\rm B$正确;

$\rm C$.带电粒子在$D$盒中第$n$个半圆,由动能定理和牛顿第二定律有

$nqU=\dfrac{1}{2}mv_{n}^{2}$$q{{v}_{n}}B=\dfrac{mv_{n}^{2}}{{{r}_{n}}}$

${{r}_{n}}=\dfrac{1}{B}\sqrt{\dfrac{2nmU}{q}}$

因两粒子$a$$b$的质量之比为$1:4$,电荷量之比为$1:2$,所以第$n$个半圆的半径之比为$\sqrt{2}:2$,故$\rm C$正确;

$\rm D$.粒子每加速一次增加的动能为$qU$,粒子能达到的最大动能为

$nqU=E_{\rm k}=\dfrac{{{B}^{2}}{{q}^{2}}{{R}^{2}}}{2m}$

所以要加速的次速为$n=\dfrac{{{B}^{2}}q{{R}^{2}}}{2mU}$

所以在达到最大动能的过程中通过狭缝的次数之比为$2$$1$,故$\rm D$错误。

故选:$\rm ABC$

高中 | 动能定理的理解与一般应用题目答案及解析(完整版)

去刷题
相关题库:
投沙包游戏规则为:参赛者站在离得分区域边界一定的距离外将沙包抛出,每个得分区域的宽度,根据沙包停止点判定得分。如图,某同学以大小、方向垂直于且与水平地面夹角的初速度斜向上抛出沙包,出手点距的水平距离,距地面的高度。落地碰撞瞬间竖直方向速度减为零,水平方向速度减小。落地后沙包滑行一段距离,最终停在分、分得分区的分界线上。已知沙包与地面的动摩擦因数,,,取重力加速度大小,空气阻力不计。求: 如图,一带正电小球甲固定在光滑绝缘斜面上,另一带正电小球乙在斜面上由静止释放。以释放点为原点,沿斜面向下为正方向建立轴。在乙沿轴加速下滑过程中,其动能和机械能随位置变化的图像,可能正确的是 如图,竖直平面内有一光滑绝缘轨道,取竖直向上为轴正方向,轨道形状满足曲线方程。质量为、电荷量为()的小圆环套在轨道上,空间有与轴平行的匀强电场,电场强度大小,圆环恰能静止在坐标()处,不计空气阻力,重力加速度大小取 。若圆环由()处静止释放,则 年我国研制的“朱雀三号”可重复使用火箭垂直起降飞行试验取得圆满成功。假设火箭在发动机的作用下,从空中某位置匀减速竖直下落,到达地面时速度刚好为零。若在该过程中火箭质量视为不变,则 复兴号动车在世界上首次实现速度自动驾驶功能,成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。一列质量为的动车,初速度为,以恒定功率在平直轨道上运动,经时间达到该功率下的最大速度,设动车行驶过程所受到的阻力保持不变。则动车在时间内 如图所示,光滑水平面上有一质量为、长度为的长木板,其右端有一质量为的滑块(可视为质点),滑块与木板间动摩擦因数为。初始时,二者以共同的速度一起向左运动,木板每次与墙面碰撞后瞬间,速度大小变为原来的一半,并反向运动。整个过程,滑块既没有从木板上掉下,也没有与墙面发生接触。知重力加速度取,求:
今日推荐