（2013北京東城區(qū)期末）如圖所示，在半徑為a（大小未知）的圓柱空間中（圖中圓為其橫截面），固定放置一絕緣材料制成的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的彈性等邊三角形框架DEF，其中心O位于圓柱的軸線上。在三角形框架DEF與圓柱之間的空間中，充滿磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的均勻磁場(chǎng)，其方向平行于圓柱軸線垂直紙面向里。在EF邊上的中點(diǎn)S處有一發(fā)射帶電粒子的粒子加速器，粒子發(fā)射的方向均在截面內(nèi)且垂直于EF邊并指向磁場(chǎng)區(qū)域。發(fā)射粒子的電量均為q（q>o），質(zhì)量均為m，速度大小均為，若粒子與三角形框架的碰撞均為完全彈性碰撞，且粒子在碰撞過(guò)程中所帶的電量不變。（不計(jì)帶電粒子的重力，不計(jì)帶電粒子之間的相互作用）求：

（1）為使初速度為零的粒子速度增加到，在粒子加速器中，需要的加速電壓為多大；

（2）帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑；．

（3）若滿足：從S點(diǎn)發(fā)射出的粒子都能再次返回S點(diǎn)，則勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的橫截面圓周半徑a至少為多大；

（4）若勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的橫截面圓周半徑a滿足第（3）問(wèn)的條件，則從S點(diǎn)發(fā)射出的某帶電粒子從S點(diǎn)發(fā)射到第一次返回S點(diǎn)的時(shí)間是多少？

解析：（1）在粒子加速器中，帶電粒子在電場(chǎng)中被加速，根據(jù)動(dòng)能定理，qU=mv2，

解得U=。

（4）帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由T==.

由軌跡圖可知，帶電粒子從S點(diǎn)發(fā)射到第一次返回S點(diǎn)的時(shí)間是t=T=。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2013·北京東城區(qū)高三聯(lián)考，6題）汽車由靜止開(kāi)始在平直的公路上行駛，0~60s內(nèi)汽車的加速度隨時(shí)間變化的圖像如圖2所示。則該汽車在0~60s內(nèi)的速度－時(shí)間圖像（即v-t圖像）為圖3中的（　 ）

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（2013·北京東城區(qū)高三聯(lián)考，9題）如圖8所示，直線MN是某電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線（方向未畫(huà)出）。虛線是一帶電的粒子只在電場(chǎng)力的作用下，由a到b的運(yùn)動(dòng)軌跡，軌跡為一拋物線。下列判斷正確的是

　　　 A．電場(chǎng)線MN的方向一定是由N指向M

　　　 B．帶電粒子由a運(yùn)動(dòng)到b的過(guò)程中動(dòng)能一定逐漸減小

　　　 C．帶電粒子在a點(diǎn)的電勢(shì)能一定大于在b點(diǎn)的電勢(shì)能

　　　 D．帶電粒子在a點(diǎn)的加速度一定大于在b點(diǎn)的加速度

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2013·北京東城區(qū)高三聯(lián)考，12題）如圖11所示，長(zhǎng)方體發(fā)電導(dǎo)管的前后兩個(gè)側(cè)面是絕緣體，上下兩個(gè)側(cè)面是電阻可忽略的導(dǎo)體電極，兩極間距為d，極板面積為S，這兩個(gè)電極與可變電阻R相連。在垂直前后側(cè)面的方向上，有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。發(fā)電導(dǎo)管內(nèi)有電阻率為的高溫電離氣體，氣體以速度v向右流動(dòng)，并通過(guò)專用管道導(dǎo)出。由于運(yùn)動(dòng)的電離氣體，受到磁場(chǎng)的作用，將產(chǎn)生大小不變的電動(dòng)勢(shì)。若不計(jì)氣體流動(dòng)時(shí)的阻力，由以上條件可推導(dǎo)出可變電阻消耗的電功率。調(diào)節(jié)可變電阻的阻值，根據(jù)上面的公式或你所學(xué)過(guò)的物理知識(shí)，可求得可變電阻R消耗電功率的最大值為

　　　 A．　　　 　 B．　　　 　

　　　 C．　　　 　 D．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2013·北京東城區(qū)高三聯(lián)考）“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)情況如圖13（甲）所示，其中A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)，OB和OC為細(xì)繩，圖（乙）是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫(huà)出的圖。


（1）如果沒(méi)有操作失誤，圖（乙）中的F與F′兩力中，方向一定沿AO方向的是______。

（2） 本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是______

　　　 A．理想實(shí)驗(yàn)法 　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．等效替代法　 　　　

　　　 C．控制變量法 　　　　　　　　　　　　　　　　　 D．建立物理模型法

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2013·北京東城區(qū)高三聯(lián)考）在驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)中：

（1）某組同學(xué)用如圖14（甲）所示裝置，采用控制變量的方法，來(lái)研究小車質(zhì)量不變的情況下，小車的加速度與小車受到的力的關(guān)系，下列措施中不需要和不正確的是______

①首先要平衡摩擦力，使小車受到的合力就是細(xì)繩對(duì)小車的拉力

②平衡摩擦力的方法就是，在塑料小桶中添加砝碼，使小車能勻速滑動(dòng)

③每次改變拉小車的拉力后都需要重新平衡摩擦力

④實(shí)驗(yàn)中通過(guò)在塑料桶中增加砝碼來(lái)改變小車受到的拉力

⑤實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先放小車，然后再開(kāi)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源

A．①③⑤ 　　　　　　 B．②③⑤ 　　　　　　　 C．③④⑤ 　　　　　　　 D．②④⑤

（2）某組同學(xué)實(shí)驗(yàn)得出數(shù)據(jù)，畫(huà)出a-F圖14如圖（乙）所示，那么該組同學(xué)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題可能是______

A．實(shí)驗(yàn)中摩擦力沒(méi)有平衡

B．實(shí)驗(yàn)中摩擦力平衡過(guò)度

C．實(shí)驗(yàn)中繩子拉力方向沒(méi)有跟平板平行

D．實(shí)驗(yàn)中小車質(zhì)量發(fā)生變化



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