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高中物理
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综合题
1.
(2023高二下·顺义期末)
1930年,劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器。加速器在核物理和粒子物理研究中发挥着巨大的作用,回旋加速器是其中的一种。如图是某回旋加速器的结构示意图,
和
是两个中空的、半径为R的半圆型金属盒,两盒之间窄缝的宽度为d,它们之间加有方向发生周期性变化的加速电压U。两个金属盒处于与盒面垂直的匀强磁场中,磁感应强度大小为B,
盒的中央A处的粒子源可以产生质量为m、电荷量为
的粒子,粒子每次经过窄缝都会被电场加速,之后进入磁场做匀速圆周运动,经过若干次加速后,粒子从金属盒
的边缘飞出,忽略粒子的初速度、粒子的重力、粒子间的相互作用及相对论效应。
(1) 求粒子飞出加速器时获得的最大动能
;
(2) 若该回旋加速器金属盒的半径
, 窄缝的宽度
, 求粒子从A点开始运动到飞出加速器的过程中,其在磁场中运动时间与在电场中运动时间之比。
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北京市顺义区2022-2023学年高二下学期期末考试物理试卷