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(2013北京东城区期末)如图所示,在半径为a(大小未知)的圆柱空间中(图中圆为其横截面),固定放置一绝缘材料制成的边长为L的弹性等边三角形框架DEF,其中心O位于圆柱的轴线上。在三角形框架DEF与圆柱之间的空间中,充满磁感应强度大小为B的均匀磁场,其方向平行于圆柱轴线垂直纸面向里。在EF边上的中点S处有一发射带电粒子的粒子加速器,粒子发射的方向均在截面内且垂直于EF边并指向磁场区域。发射粒子的电量均为q(q>o),质量均为m,速度大小均为,若粒子与三角形框架的碰撞均为完全弹性碰撞,且粒子在碰撞过程中所带的电量不变。(不计带电粒子的重力,不计带电粒子之间的相互作用)求:

(1)为使初速度为零的粒子速度增加到,在粒子加速器中,需要的加速电压为多大;

(2)带电粒子在匀强磁场区域内做匀速圆周运动的半径;.

(3)若满足:从S点发射出的粒子都能再次返回S点,则匀强磁场区域的横截面圆周半径a至少为多大;

(4)若匀强磁场区域的横截面圆周半径a满足第(3)问的条件,则从S点发射出的某带电粒子从S点发射到第一次返回S点的时间是多少?

解析:(1)在粒子加速器中,带电粒子在电场中被加速,根据动能定理,qU=mv2

解得U=

(4)带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,由T==.

由轨迹图可知,带电粒子从S点发射到第一次返回S点的时间是t=T=

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(2013·北京东城区高三联考,6题)汽车由静止开始在平直的公路上行驶,0~60s内汽车的加速度随时间变化的图像如图2所示。则该汽车在0~60s内的速度-时间图像(即v-t图像)为图3中的(  )

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(2013·北京东城区高三联考,9题)如图8所示,直线MN是某电场中的一条电场线(方向未画出)。虚线是一带电的粒子只在电场力的作用下,由ab的运动轨迹,轨迹为一抛物线。下列判断正确的是

    A.电场线MN的方向一定是由N指向M

    B.带电粒子由a运动到b的过程中动能一定逐渐减小

    C.带电粒子在a点的电势能一定大于在b点的电势能

    D.带电粒子在a点的加速度一定大于在b点的加速度

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(2013·北京东城区高三联考,12题)如图11所示,长方体发电导管的前后两个侧面是绝缘体,上下两个侧面是电阻可忽略的导体电极,两极间距为d,极板面积为S,这两个电极与可变电阻R相连。在垂直前后侧面的方向上,有一匀强磁场,磁感应强度大小为B。发电导管内有电阻率为的高温电离气体,气体以速度v向右流动,并通过专用管道导出。由于运动的电离气体,受到磁场的作用,将产生大小不变的电动势。若不计气体流动时的阻力,由以上条件可推导出可变电阻消耗的电功率。调节可变电阻的阻值,根据上面的公式或你所学过的物理知识,可求得可变电阻R消耗电功率的最大值为

    A.      B.     

    C.      D.

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(2013·北京东城区高三联考)“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图13(甲)所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳,图(乙)是在白纸上根据实验结果画出的图。


(1)如果没有操作失误,图(乙)中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是______。

(2) 本实验采用的科学方法是______

    A.理想实验法                   B.等效替代法     

    C.控制变量法                   D.建立物理模型法

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(2013·北京东城区高三联考)在验证牛顿第二定律的实验中:

(1)某组同学用如图14(甲)所示装置,采用控制变量的方法,来研究小车质量不变的情况下,小车的加速度与小车受到的力的关系,下列措施中不需要和不正确的是______

①首先要平衡摩擦力,使小车受到的合力就是细绳对小车的拉力

②平衡摩擦力的方法就是,在塑料小桶中添加砝码,使小车能匀速滑动

③每次改变拉小车的拉力后都需要重新平衡摩擦力

④实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力

⑤实验中应先放小车,然后再开打点计时器的电源

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

(2)某组同学实验得出数据,画出a-F图14如图(乙)所示,那么该组同学实验中出现的问题可能是______

A.实验中摩擦力没有平衡

B.实验中摩擦力平衡过度

C.实验中绳子拉力方向没有跟平板平行

D.实验中小车质量发生变化



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