在高能物理研究中.粒子加速器起着重要作用.而早期的加速器只能使带电粒子在高压电场中加速一次.因而粒子所能达到的能量受到高压技术的限制.1930年.Earnest O. Lawrence提出了回旋加速器——青夏教育精英家教网—

(18分）在高能物理研究中，粒子加速器起着重要作用，而早期的加速器只能使带电粒子在高压电场中加速一次，因而粒子所能达到的能量受到高压技术的限制。1930年，Earnest O. Lawrence提出了回旋加速器的理论，他设想用磁场使带电粒子沿圆弧形轨道旋转，多次反复地通过高频加速电场，直至达到高能量。图12甲为Earnest O. Lawrence设计的回旋加速器的示意图。它由两个铝制D型金属扁盒组成，两个D形盒正中间开有一条狭缝；两个D型盒处在匀强磁场中并接有高频交变电压。图12乙为俯视图，在D型盒上半面中心S处有一正离子源，它发出的正离子，经狭缝电压加速后，进入D型盒中。在磁场力的作用下运动半周，再经狭缝电压加速；为保证粒子每次经过狭缝都被加速，应设法使交变电压的周期与粒子在狭缝及磁场中运动的周期一致。如此周而复始，最后到达D型盒的边缘，获得最大速度后被束流提取装置提取出。已知正离子的电荷量为q，质量为m，加速时电极间电压大小恒为U，磁场的磁感应强度为B，D型盒的半径为R，狭缝之间的距离为d。设正离子从离子源出发时的初速度为零。

（1）试计算上述正离子从离子源出发被第一次加速后进入下半盒中运动的轨道半径；

（2）尽管粒子在狭缝中每次加速的时间很短但也不可忽略。试计算上述正离子在某次加速过程当中从离开离子源到被第n次加速结束时所经历的时间；

（3）不考虑相对论效应，试分析要提高某一离子被半径为R的回旋加速器加速后的最大动能可采用的措施。

（16分）如图11所示，滑板运动员从倾角为53°的斜坡顶端滑下，滑下的过程中他突然发现在斜面底端有一个高h=1.4m、宽L=1.2m的长方体障碍物，为了不触及这个障碍物，他必须距水平地面高度H=3.2m的A点沿水平方向跳起离开斜面。已知运动员的滑板与斜面间的动摩擦因数μ=0.1，忽略空气阻力，重力加速度g取10m/s²。（已知sin53°=0.8，cos53°=0.6）求：

（1）运动员在斜面上滑行的加速度的大小；

（2）若运动员不触及障碍物，他从斜面上起跳后到落至水平面的过程所经历的时间；

（3）运动员为了不触及障碍物，他从A点沿水平方向起跳的最小速度。

有一根细长而均匀的金属管线样品，长约为60cm，电阻大约为6Ω。横截面如图8所示。

①用螺旋测微器测量金属管线的外径，示数如图9所示，金属管线的外径为_________mm；

②现有如下器材

A．电流表（量程0.6A，内阻约0.1Ω)

B．电流表（量程3A，内阻约0.03Ω)

C．电压表（量程3V，内阻约3kΩ)

D．滑动变阻器（1750Ω，0.3 A)

E．滑动变阻器（15Ω，3A)

F．蓄电池（6V，内阻很小)

G．开关一个，带夹子的导线若干

要进一步精确测量金属管线样品的阻值，电流表应选，滑动变阻器应选。（只填代号字母）。

③请将图10所示的实际测量电路补充完整。

④已知金属管线样品材料的电阻率为r，通过多次测量得出金属管线的电阻为R，金属管线的外径为d，要想求得金属管线内形状不规则的中空部分的截面积S，在前面实验的基础上，还需要测量的物理量是。计算中空部分截面积的表达式为S= 。

“探究动能定理”的实验装置如图6所示，当小车在两条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为W₀。当用4条、6条、8条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次……实验时，橡皮筋对小车做的功记为2W₀、3W₀、4W₀……，每次实验中由静止弹出的小车获得的最大速度可由打点计时器所打的纸带测出。

①关于该实验，下列说法正确的是

A．打点计时器可以用直流电源供电，电压为4~6V

B．实验中使用的若干根橡皮筋的原长可以不相等

C．每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出

D．利用每次测出的小车最大速度v_m和橡皮筋做的功W，依次做出W-v_m、W-v_m²、W-v_m³、W²-v_m、W³-v_m……的图象，得出合力做功与物体速度变化的关系。

②图7给出了某次在正确操作情况下打出的纸带，从中截取了测量物体最大速度所用的一段纸带，测得O点到A、B、C、D、E各点的距离分别为OA=5.65cm，OB=7.12cm，OC=8.78cm，OD=10.40cm，OE=11.91cm，。已知相邻两点打点时间间隔为0.02s，则小车获得的最大速度v_m= m/s。

如图4所示，光滑的水平桌面处在方向竖直向下的匀强磁场中，桌面上平放着一根一端开口、内壁光滑的绝缘细管，细管封闭端有一带电小球，小球直径略小于管的直径，细管的中心轴线沿y轴方向。在水平拉力F作用下，试管沿x轴方向匀速运动，带电小球能从细管口处飞出。带电小球在离开细管前的运动过程中，关于小球运动的加速度a、沿y轴方向的速度v_y、拉力F以及管壁对小球的弹力做功的功率P随时间t变化的图象分别如图5所示，其中正确的是

如图3所示，平行金属导轨MN和PQ与水平面成θ角，导轨两端各与阻值均为R的固定电阻R₁和R₂相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面。质量为m、电阻为R/2的导体棒以一定的初速度沿导轨向上滑动，在滑动过程中导体棒与金属导轨始终垂直并接触良好。已知t₁时刻导体棒上滑的速度为v₁，此时电阻R₁消耗的电功率为P₁；t₂时刻导体棒上滑的速度为v₂，此时电阻R₂消耗的电功率为P₂，忽略平行金属导轨MN和PQ的电阻且不计空气阻力。则

A．t₁时刻导体棒受到的安培力的大小为6P₁/v₁

B t₂时刻导体棒克服安培力做功的功率为4P₂

C．t₁~t₂这段时间内导体棒克服安培力做的功为4P₁(t₂-t₁)

D．t₁~t₂这段时间内导体棒受到的安培力的冲量大小为m(v₁-v₂)

近年来，随着移动电话的普遍使用，无线电台站（基站）的分布越来越密集，电磁辐射污染的话题越来越受到人们的关注。其实电磁辐射并不可怕，只要被控制在可以接受的标准以内，对人体健康就不会有危害。我国制定的基站辐射标准规定对人体电磁辐射强度（单位时间内内垂直通过单位面积的电磁辐射能量）不得超过0.40W/m²。若某基站电磁辐射功率为40W，以下数据是人体到基站最小安全距离的估算，其中正确的是

A．1.0m B．10m C． 1.0×10²m D．1.0×10³m

用控制变量法，可以研究影响电荷间相互作用力的因素。如图2所示，O是一个带电的物体，若把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的P₁、P₂、P₃等位置，可以比较小球在不同位置所受带电物体的作用力的大小。这个力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度θ显示出来。若物体O的电荷量用Q表示，小球的电荷量用q表示，物体与小球间距离用d表示，物体和小球之间的作用力大小用F表示。则以下对该实验现象的判断正确的是