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物理 高校生

基本的なことだと思うんですが、(4)の回転数はなぜ(運動エネルギー)/(仕事)で出せるんですか?

25. 【サイクロトロン) 荷電粒子を高エネルギーに加速するサイクロトロンのはたらきについて考えよう。 サイクロトロンでは, 図に示すように, 二つの半 交流電圧 円形の金属箱D,, D, (形が文字1D に似ているので, ディーとよばれる)を真空容器に入れ, 半円の面に 垂直に磁場を加える。 D, と D, の間に交流電圧を加 B イオン源C B えておき, 中心にあるイオン源Cで正電荷 質量 イオンビーム をもつ粒子pを作る。 D, より D, の方が高い電位 であると, C で作られた粒子 p はD, に向けて加速 D D。 される。D, に入ると, 一様な磁場があるので, 粒 子pは円運動をする。 D, の中には電場がないので, 粒子pの速さは変わらない。 粒子 p が 半円形を描いてD, から出たときに, D, より D, の方が高い電位となるように交流の周波数 を選ぶと,粒子PはD,に向けて,さらに加速される。このように, 粒子pは, D, と D2の 間で加速され,加速されるたびに半径が大きくなるようにして円運動を続ける。 そして,そ の半径がディーの半径に近づいたところで, 粒子pを外に取り出す。 D, と D,の間を粒子pが通過する時間は十分に小さく無視してよいものとする。また, 粒子pは磁場に垂直な平面内を運動するとして, 次の問いに答えよ。 (1)粒子pが速さ vで速度に垂直な磁東密度 Bの磁場の中に進入すると, 磁場に垂直な 平面内で等速円運動をする。 その半径と周期をそれぞれ求めよ。 また, その周期の特 徴を述べよ。 イオン源 C で粒子 pが作られたとき D, と D。 の電位差は最大で, 粒子 p は加速され てD, に垂直に入射した。粒子PがD, 内で半円を描いた後D, から出たときにD, と D。 の間における加速が最大になる交流の周波数を求めよ。 (3) 交流の周波数を(2)で求めた値に固定しておけば, 粒子pはD, と D, の間を通過する たびに加速される。 このように, 粒子 p は, D, と D, の中を, 半径は徐々に大きくな るようにして円運動を続けて,その半径が Rになったとき,外に取り出されるとする。 このときの粒子pの運動エネルギーをR, B, m, qで表せ。 (4)粒子PがD,と D,の間を通過するときのD, と D,の電位差をV,とすると, (3)の場合, 粒子pは作られてから取り出されるまでにおよそ何回転したか。 ただし, イオン源C で作られたときの粒子pの運動エネルギーは無視できるものとする。

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生物 高校生

(4)で聴神経繊維の違いにはどのようなものがあるのですか?

生物 ている。空気の振動は(イ)を通り、(A)を振動させる。(A)の振動は,(B)を介してうす まき管の基部にある卵円窓の膜を振動させる。その際に。(B)のてこの原理などによっ て振動は増幅される。卵円窓の振動は、うずまき管の(C). (E)のリンパ液を介して(F)を 振動させる。(F)の上には聴細胞が並んでおり、振動の刺激を電気的な変化に変換する。 聴細胞で得られた音の強さや 高さの情報は聴聴神経を通して 中枢へ伝えられ,最終的に。大 脳皮質の聴覚中枢で音の感覚 が生じる。 (1)文章中と図中の(イ)~(ハ)および,(A)~(G)の各部の名称を答えよ (2) 下線部a)のてこの原理以外で, 振動の増幅に直接かかわる要素を, 次の①~④から 視神経 うずまき管 (つ) O) 音波 図回 (ロ する 聴神経(大脳へ) 1つ選べ。 の (B)による空気圧の調節 St 3 (B)の卵円窓側端と卵円窓の面積比 ④(ロ)内の空気とい)のリンパ液の振動のしやすさの差番幹の (3)下線部(b)のはたらきをするコルチ器は, 何と何から構成されているか。 (4)下線部(c)の音の情報が聴神経を経て脳へ伝えられるとき,音の強さと音の周波数 の違いはどのような形で伝えられるか。 次の①~④から適切なものを1つ選べ。 ① 強さは活動電位の大きさで, 高さは活動電位の頻度で伝えられる。 ②強さは活動電位の頻度で, 高さは活動電位の大きさで伝えられる。 ③ 強さは伝える聴神経繊維の違いで, 高さは活動電位の大きさで伝えられる。 ④ 強さは活動電位の頻度で, 高さは伝える聴神経繊維の違いで伝えられる。 2(A)と卵円窓の面積比 類の の挙 関係 [13 福岡大改)

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