08年北京市海淀区一模试卷24.所示为一种研究高能粒子相互作用的装置.两个直线加速器均由k个长度逐个增长的金属圆筒组成(整个装置处于真空中.图中只画出了6个圆筒.作为示意).它们沿中心轴线排列成一串.各个圆筒相间地连接到正弦交流电源的两端.设金属圆筒内部没有电场.且每个圆筒间的缝隙宽度很小.带电粒子穿过缝隙的时间可忽略不计.为达到最佳加速效果.需要调节至粒子穿过每个圆筒的时间恰为交流电的半个周期.粒子每次通过圆筒间缝隙时.都恰为交流电压的峰值. 质量为m.电荷量为e的正.负电子分别经过直线加速器加速后.从左.右两侧被导入装置送入位于水平面内的圆环形真空管道.且被导入的速度方向与圆环形管道中粗虚线相切.在管道内控制电子转弯的是一系列圆形电磁铁.即图中的A1.A2.A3--An.共n个.均匀分布在整个圆周上(图中只示意性地用细实线画了几个.其余的用细虚线表示).每个电磁铁内的磁场都是磁感应强度均相同的匀强磁场.磁场区域都是直径为d的圆形.改变电磁铁内电流的大小.就可改变磁场的磁感应强度.从而改变电子偏转的角度.经过精确的调整.可使电子在环形管道中沿图中粗虚线所示的轨迹运动.这时电子经过每个电磁铁时射入点和射出点都在圆形匀强磁场区域的同一条直径的两端.如图(乙)所示.这就为实现正.负电子的对撞作好了准备. (1)若正.负电子经过直线加速器后的动能均为E0.它们对撞后发生湮灭.电子消失.且仅产生一对频率相同的光子.则此光子的频率为多大?(已知普朗克恒量为h.真空中的光速为c.) (2)若电子刚进入直线加速器第一个圆筒时速度大小为v0.为使电子通过直线加速器后速度为v.加速器所接正弦交流电压的最大值应当多大? (3)电磁铁内匀强磁场的磁感应强度B为多大? 解: (1)一对正.负电子对撞后湮灭产生一对光子.所以一个光子的能量与一个电子的能量相等.即每个光子的能量为-------------------2分 设光子的频率为.则-------------------1分 解得: .-------------------------1分 (2)电子在直线加速器中.经过k个圆筒间的(k-1)个缝隙间的电场后.共经历(k-1)次加速.每当电子运动至筒间缝隙时交流电压的瞬时值应为最大值Um------2分 根据动能定理 ---------------4分 解得------------------------1分 (3)设电子经过1个电磁铁的圆形磁场区时偏转角度为θ .则 ---3分 由图可知.电子射入匀强磁场区时与通过射入点的直径夹角为θ/ 2------2分 电子在匀强磁场区域内作圆运动.洛仑兹力提供向心力 ------1分 ∴ ------1分 根据几何关系 ------1分 解得 ------1分 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

(08年启东市一调)(13分) 我国在2010年实现探月计划――“嫦娥工程”.同学们也对月球有了更多的关注.

⑴若已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,月球绕地球运动的周期为T,月球绕地球的运动近似看做匀速圆周运动,试求出月球绕地球运动的轨道半径;

⑵若宇航员随登月飞船登陆月球后,在月球表面某处以速度v0竖直向上抛出一个小球,经过时间t,小球落回抛出点.已知月球半径为r,万有引力常量为G,试求出月球的质量M

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(08年揭阳市一模)(选修3-3(含2-2)模块)(7分)一定质量的气体,从外界吸收了500J的热量,同时对外做了100J的功,问:

①物体的内能是增加还是减少?变化了多少?

②分子势能是增加还是减少?

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(08年启东市一调)(14分)如图所示,光滑水平面上放置质量均为M=2kg的甲、乙两辆小车,两车之间通过一感应开关相连(当滑块滑过感应开关时,两车自动分离),甲车上表面光滑,乙车上表面与滑块P之间的动摩擦因数μ=0.5.一根通过细线拴着且被压缩的轻质弹簧固定在甲车的左端,质量为m=1kg的滑块P(可视为质点)与弹簧的右端接触但不相连,此时弹簧的弹性势能E0=10J,弹簧原长小于甲车长度,整个系统处于静止状态.现剪断细线,求:

⑴滑块P滑上乙车前的瞬时速度的大小;

⑵滑块P滑上乙车后最终未滑离乙车,滑块P在乙车上滑行的距离.(取g=10m/s2

 
 

 

 

 

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(08年重点中学一模) (11分)如图,长木板ab的b端固定一挡板,木板连同挡板的质量为M=4.0kg,a、b间距离s=2.Om。木板位于光滑水平面上。在木板a端有一小物块(可视为质点),其质量m=1.0kg,小物块与木板间的动摩擦因数μ=0.1,它们都处于静止状态。现给小物块以初速度v0=4.0m/s沿木板向前滑动,直到和挡板相碰。碰撞后,小物块恰好回到a端而不脱离木板。求碰撞过程中损失的机械能。

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(08年揭阳市一模)(16分)如图所示,一根电阻为R=12的电阻丝做成一个半径为r=1m的圆形导线框,竖直固定在水平匀强磁场中,线框平面与磁场方向垂直,磁感强度为B =0.2T,现有一根足够长的质量为m=0.1kg、电阻不计的水平导体棒,自圆形线框最高点静止起沿线框下落,在下落过程中始终与线框良好接触,已知下落距离为时,棒的速度大小为= m/s,下落到经过圆心时棒的速度大小为=m/s,(不计摩擦及空气阻力,g取10m/s2),求:

(1)导体棒从开始下落到经过圆心的过程中线框中产生的焦耳热?

(2)导体棒下落距离为时,棒的加速度的大小?

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同步练习册答案