美国物理学家劳伦斯于 1932 年发明了回旋加速器,利用带电粒子在磁场中做圆周运动的特点,使粒子在较小的空间范围内经过电场的多次加速获得较大的能量,由此,人类在获得高能粒子方面前进了一大步。如图为一种改进后的回旋加速器示意图,其中盒缝间的加速电场场强大小恒定,且被限制在 MN 板间,两虚线中间区域无电场和磁场,带正电粒子从 P0处以速度 v0 沿电场线方向射入加速电场,经加速后再进入 D 形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动,下列说法正确的( )
A.D 形盒中的磁场方向垂直纸面向外
B.加速电场方向需要做周期性的变化
C.增大板间电压,粒子最终获得的最大动能不变
D.粒子每运动一周直径的增加量都相等
电子束焊机是一种高精密的焊接设备,它利用高速运动的电子束流轰击工件进行焊接加工。电子束焊机中的电场线如图所示,曲面 K 为阴极,A 为阳极,加有高压 U,A 到曲面各点的距离均为d,电子在 K 极由静止被加速,其电量大小为 e,不考虑电子重力,则下列说法正确的是( )
A.与 A 点距离相同的 P、Q 两点,电场强度相同
B.A、K 之间的电场强度大小为
C.电子由 K 沿直线到 A 加速度逐渐减小
D.电子由 K 到 A 电势能减小了eU
打夯机利用冲击振动来夯实地基,其原理如图所示,转锤在电机的带动下匀速转动,从而使打夯机上下振动,达到夯实地基的作用。已知打夯机的机身质量为 M,转锤质量为 m,转速恒定,转动等效半径为 R,则下列说法正确的是( )
A.若机身没有跳离地面,转锤过最高点时的向心力小于最低点时的向心力
B.若机身没有跳离地面,转锤过最高点时的向心力大于最低点时的向心力
C.若机身能跳离地面,转锤转动的角速度至少为
D.若机身能跳离地面,转锤转动的角速度至少为
如图所示,不可伸长的轻绳一端固定于竖直墙面的 O 点,通过定滑轮和轻质动滑轮,另一端系一质量为 m1 的重物,动滑轮下面挂有质量为 m2 的重物,系统稳定时,轻绳与竖直墙面的夹角θ=30o,不计绳与滑轮摩擦,则 m1 与 m2 比值为( )
A.1: B.1:2 C.1:3 D. :2
下列四幅图中所涉及物理知识的论述中,错误的是( )
A.图甲中,电流能使下方的小磁针发生偏转,说明了电流具有磁效应
B.图乙中,电子秤应用了压力传感器来称重
C.图丙中,变压器的铁芯由薄硅钢片叠压而成,是为了减小涡流,提高效率
D.图丁中,紫外线照射锌板发生了光电效应,如换用红外线,也一定能发生光电效应
如图所示,容器A中装有大量的质量不同、电荷量均为+q的粒子,粒子从容器下方的小孔S1不断飘入加速电场(初速度可视为零)做直线运动,通过小孔S2后从两平行板中央垂直电场方向射入偏转电场。粒子通过平行板后垂直磁场方向进入磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的水平匀强磁场区域,最后打在感光片上。已知加速电场中S1、S2间的加速电压为U,偏转电场极板长为,两板间距为L,板间电场看成匀强电场,其电场强度,方向水平向左(忽略板间外的电场),平行板f的下端与磁场水平边界ab相交于点P,在边界ab上实线处固定放置感光片。测得从容器A中逸出的所有粒子均打在感光片P、Q之间,且PQ的长度为3L边界ab下方的磁场范围足够大,不考虑粒子所受重力与粒子间的相互作用。求:
(1)粒子射出偏转电场时沿垂直于板面方向偏转的距离x和偏转的角度θ;
(2)射到感光片P处的粒子的质量m1;
(3)粒子在磁场中运动的最长时间tm。