(15 分) 中国科学院2015年10月宣布中国将在202…——2016 高考物理第 9 题答案解析

2016_省自主命题(四川)

2016 四川 第 9 题 解答题 区分题
2016_省自主命题(四川)

9.(15 分)

中国科学院2015年10月宣布中国将在2020年开始建造世界上最大的粒子加速器。加速器是人类揭示物质本源的关键设备,在放射治疗、食品安全、材料科学等方面有广泛应用。

如图所示,某直线加速器由沿轴线分布的一系列金属圆管(漂移管)组成,相邻漂移管分别接在高频脉冲电源的两极。质子从K点沿轴线进入加速器并依次向右穿过各漂移管,在漂移管内做匀速直线运动,在漂移管间被电场加速,加速电压视为不变。设质子进入漂移管B时速度为 $8 { \times } 1 0 ^ { 6 } \mathrm { m / s }$,进入漂移管E时速度为 $1 \times 1 0 ^ { 7 }$ m/s,电源频率为 $1 { \times } 1 0 ^ { 7 } \mathrm { H z }$,漂移管间缝隙很小,质子在每个管内运动时间视为电源周期的1/2。质子的荷质比取 $1 { \times } 1 0 ^ { 8 } \mathrm { C } / \mathrm { k g }$。求:

(1)漂移管B的长度;

(2)相邻漂移管间的加速电压。

参考答案

(1) 0.4 m; (2) $6 \times 1 0 ^ { 4 } \mathrm { ~ V ~ }$

查看原卷 →
题目指纹

这道题真正考什么?

难度
区分题

完整解析 · 逐步详解

【答案】(1)0.4 m(2) $6 \times 1 0 ^ { 4 } \mathrm { ~ V ~ }$

【解析】

试题分析:(1)设质子进入漂移管B的速度为 $\nu _ { _ B }$,电源频率、周期分别为f、T,漂移管A的长度为L,则
$T = { \frac { 1 } { f } }$ ①
$L = \nu _ { _ { B } } { \frac { T } { 2 } }$ ②
联立①②式并代入数据得 $L = 0 . 4 \mathrm { m }$ ③
> ② 设质子进入漂移管E的速度为 $\nu _ { E }$,相邻漂移管间的加速电压为 $U ,$ 电场对质子所做的功为W,质子
从漂移管B运动到E电场做功 $\bar { W } ^ { \prime }$,质子的电荷量为q、质量为m,则
$W = q U$ ④
$\widetilde { W } ^ { \prime } = 3 \widetilde { W }$ ⑤
$W ^ { \prime } = \frac { 1 } { 2 } m v _ { E } ^ { 2 } - \frac { 1 } { 2 } m v _ { B } ^ { 2 }$
联立④⑤⑥式并代入数据得 $U = 6 { \times } 1 0 ^ { 4 } \mathrm { V } \textcircled { 7 }$

考点:动能定理

【名师点睛】此题联系高科技技术-粒子加速器,考查了动能定理的应用,比较简单,只要弄清加速原理即可列出动能定理求解;与现代高科技相联系历来是高考考查的热点问题

✅ 来源:2016年 · 四川 · 2016_省自主命题(四川) · 第 9 题 · 本题已通过全部自动发布校验

同类专题与考点

返回上层