贵州省遵义一中2017届高三上学期第一次段考物理试卷

贵州省遵义一中2017届高三上学期第一次段考物理试卷

‎2016-2017学年贵州省遵义一中高三（上）第一次段考物理试卷 ‎　‎ 一、选择题：本题共8小题，每小题6分．在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～9题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．‎ ‎1．做加速度方向不变大小可变的变速直线运动的物体，下述情况中不可能出现的是（　　）‎ A．速度和位移均增大，加速度为零时，速度达到最大 B．速度和位移均减小，速度减小得越来越慢 C．速度逐渐减小，位移逐渐增大，速度减为零时，位移不是零 D．速度先增大、后减小，而位移一直在不断增大 ‎2．如图所示，圆弧形货架摆着四个完全相同的光滑小球，O为圆心．则对圆弧面的压力最小的是（　　）‎ A．a球 B．b球 C．c球 D．d球 ‎3．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为3：1，4个相同的好灯泡如图接入电路，已知副线圈一侧的3个灯泡均正常发光，则原线圈电路中串联的灯泡L的情况是（　　）‎ A．L将要烧毁 B．L比另外3个灯要暗些 C．L正常发光 D．不知输入电压，无法判断 ‎4．如图所示，水平地面上不同位置的三个物体沿三条不同的路径抛出，最终落在同一点，三条路径的最高点是等高的，若忽略空气阻力的影响，下列说法正确的是（　　）‎ A．沿路径3抛出的物体落地的速率最大 B．沿路径3抛出的物体在空中运动的时间最长 C．三个物体抛出时初速度的竖直分量相等，水平分量不等 D．三个物体抛出时初速度的水平分量相等，竖直分量不等 ‎5．火星表面特征非常接近地球，适合人类居住，近期，我国宇航员王跃与俄罗斯宇航员一起进行“模拟登火星”实验活动，已知火星半径是地球半径的，质量是地球质量的，自转周期与地球的基本相同，地球表面重力加速度为g，王跃在地面上能向上跳起的最大高度是h，在忽略自转影响的条件下，下列分析不正确的是（　　）‎ A．火星表面的重力加速度是 B．火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的 C．王跃在火星表面受的万有引力是在地球表面受万有引力的倍 D．王跃以相同的初速度在火星上起跳时，可跳的最大高度是 ‎6．如图所示，一个物体以初速度v1由A点开始运动，沿水平面滑到B点时的速度为v2，该物体以相同大小的初速度v′1由A′点沿图示的A′C和CB′两个斜面滑到B′点时的速度为v′2，若水平面、斜面和物体间的动摩擦因数均相同，且A′B′的水平距离与AB相等，那么v2与v′2之间大小关系为（　　）‎ A．v2=v′2 B．v2＞v′2 C．v2＜v′2 D．无法确定 ‎7．图为静电除尘机理的示意图，尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的，下列表述正确的是（　　）‎ A．到达集尘极的尘埃带正电荷 B．电场方向由集尘极指向放电极 C．带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同 D．同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大 ‎8．如图所示，平行金属导轨与水平面间的夹角为θ，导轨电阻不计，并与阻值为R的定值电阻相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面，磁感应强度大小为B．有一质量为m、长为l的导体棒从ab位置获得平行于斜面的、大小为v的初速度向上运动，最远到达a'b'的位置，滑行的距离为s，导体棒的电阻也为R，与导轨之间的动摩擦因数为μ．则（　　）‎ A．上滑过程中导体棒受到的最大安培力为 B．上滑过程中通过电阻R的电量为 C．上滑过程中导体棒克服安培力做的功为mv2﹣mgs（sin θ+μcos θ）‎ D．上滑过程中导体棒损失的机械能为mv2﹣mgssin θ ‎　‎ 三、非选择题：‎ ‎9．利用图示装置可以做力学中的许多实验．‎ ‎①以下说法正确的是　　．‎ A．利用此装置“研究匀变速直线运动”时，必须设法消除小车和木板间的摩擦阻力的影响 B．利用此装置探究“加速度与质量的关系”并用图象法处理数据时，如果画出的a m关系图象不是直线，就可确定加速度与质量成反比 C．利用此装置探究“功与速度变化的关系”实验时，应将木板带打点计时器的一端适当垫高，这样做的目的是利用小车重力沿斜面的分力补偿小车运动中所受阻力的影响 ‎②小华在利用此装置“探究加速度a与力F的关系”时，因为不断增加所挂钩码的个数，导致钩码的质量远远大于小车的质量，则小车加速度a的值随钩码个数的增加将趋近于　　 的值．‎ ‎10．一课外小组同学想要测量一个电源的电动势及内阻．准备的器材有：‎ 电流表 （0～200mA，内阻是12Ω）‎ 电阻箱R（最大阻值9.9Ω）‎ 一个开关和若干导线．‎ ‎（1）由于电流表A的量程较小，考虑到安全因素，同学们将一个定值电阻和电流表A　　联，若要使连接后流过定值电阻的电流是流过电流表A的电流的3倍，则定值电阻的阻值R0=　　Ω．‎ ‎（2）图1虚线框中为同学设计的实验电路的一部分，请将电路图补充完整．‎ ‎（3）若实验中记录电阻箱的阻值R和电流表A的示数I，并计算出得到多组数据后描点作出R﹣图线如图2所示，则该电源的电动势E=　　V，内阻r=　　Ω．‎ ‎11．春节放假期间，全国高速公路免费通行，小轿车可以不停车通过收费站，但要求小轿车通过收费站窗口前x0=9m区间的速度不超过v0=6m/s．现有甲、乙两小轿车在收费站前平直公路上分别以v甲=20m/s和v乙=34m/s的速度匀速行驶，甲车在前，乙车在后．甲车司机发现正前方收费站，开始以大小为a甲=2m/s2的加速度匀减速刹车．‎ ‎（1）甲车司机需在离收费站窗口至少多远处开始刹车才不违章；‎ ‎（2）若甲车司机经刹车到达离收费站窗口前9m处的速度恰好为6m/s，乙车司机在发现甲车刹车时经t0=0.5s的反应时间后开始以大小为a乙=4m/s2的加速度匀减速刹车．为避免两车相撞，且乙车在收费站窗口前9m区不超速，则在甲车司机开始刹车时，甲、乙两车至少相距多远？‎ ‎12．1932年，劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器．回旋加速器的工作原理如图所示，置于真空中的两个D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计．磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直．设两D形盒之间所加的交流电压为U，被加速的粒子质量为m、电量为q，粒子从D形盒一侧开始被加速（初动能可以忽略），经若干次加速后粒子从D形盒边缘射出．求：‎ ‎（1）粒子从静止开始第1次经过两D形盒间狭缝加速后的速度大小；‎ ‎（2）粒子第一次进入D型盒磁场中做圆周运动的轨道半径；‎ ‎（3）粒子至少经过多少次加速才能从回旋加速器D形盒射出．‎ ‎　‎ ‎2016-2017学年贵州省遵义一中高三（上）第一次段考物理试卷 参考答案与试题解析 ‎　‎ 一、选择题：本题共8小题，每小题6分．在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～9题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．‎ ‎1．做加速度方向不变大小可变的变速直线运动的物体，下述情况中不可能出现的是（　　）‎ A．速度和位移均增大，加速度为零时，速度达到最大 B．速度和位移均减小，速度减小得越来越慢 C．速度逐渐减小，位移逐渐增大，速度减为零时，位移不是零 D．速度先增大、后减小，而位移一直在不断增大 ‎【考点】加速度；速度．‎ ‎【分析】当速度增大时，速度方向与加速度方向相同；当速度减小时，速度方向与加速度方向相反，而题设条件加速度方向不变，所以减速时，速度方向必定与加速时方向相反，故位移会减小．‎ ‎【解答】解：A、当物体做加速度减小的变加速运动时，速度和位移均增大，当加速度减为零时，物体做匀速直线运动，速度达到最大，所以是可能的． ‎ B、速度先与加速度反向，做减速运动，减到零后，再与加速度同向，做加速运动，在这过程中，加速度逐渐减小，速度变化越来越慢．所以是可能的．‎ C、速度与加速度反向，做减速运动，但位移逐渐增大，当速度减到零时，位移不是零．所以也是可能的．‎ D、加速度方向不变时，当速度先增大，后减小时，速度方向先与加速度方向相同，后来速度反向，与加速度方向相反，物体的位移先增大后减小，不可能一直增大，故不可能．‎ 故选：D．‎ ‎　‎ ‎2．如图所示，圆弧形货架摆着四个完全相同的光滑小球，O为圆心．则对圆弧面的压力最小的是（　　）‎ A．a球 B．b球 C．c球 D．d球 ‎【考点】共点力平衡的条件及其应用．‎ ‎【分析】四个小球均处于平衡状态，根据共点力的平衡条件作出受力分析图即可得出结论．‎ ‎【解答】解：对C球受力分析如图，摩擦力与支持力的合力与重力大小相等，方向相反；支持力F=mgcosθ 由a到d的过程中，夹角θ越来越小，则说明压力越大越大；‎ 故压力最小的是a球；‎ 故选：A．‎ ‎　‎ ‎3．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为3：1，4个相同的好灯泡如图接入电路，已知副线圈一侧的3个灯泡均正常发光，则原线圈电路中串联的灯泡L的情况是（　　）‎ A．L将要烧毁 B．L比另外3个灯要暗些 C．L正常发光 D．不知输入电压，无法判断 ‎【考点】变压器的构造和原理．‎ ‎【分析】由灯泡的发光情况可知其电流情况，再根据变压器匝数之比可得原线圈电流之比，则可判断原线圈中灯泡的发光情况．‎ ‎【解答】解：因三灯均正常发光，设每个灯泡的电流为I，则副线圈电流为3I；‎ 由=‎ 解得：I1=I；‎ 故说明原线圈电路中串联的灯泡L正常发光；故C正确；‎ 故选：C．‎ ‎　‎ ‎4．如图所示，水平地面上不同位置的三个物体沿三条不同的路径抛出，最终落在同一点，三条路径的最高点是等高的，若忽略空气阻力的影响，下列说法正确的是（　　）‎ A．沿路径3抛出的物体落地的速率最大 B．沿路径3抛出的物体在空中运动的时间最长 C．三个物体抛出时初速度的竖直分量相等，水平分量不等 D．三个物体抛出时初速度的水平分量相等，竖直分量不等 ‎【考点】抛体运动．‎ ‎【分析】根据竖直方向上的高度相同，结合速度位移公式比较出初速度的竖直分量，从而比较出小球在空中的运动时间，根据水平位移关系比较出初速度的水平分量，从而结合平行四边形定则比较落地的速度大小 ‎【解答】解：三球在竖直方向上上升的最大高度相同，根据h=知，三球抛出时初速度在竖直方向上分量相等，根据t=，结合对称性知，物体在空中运动的时间相等，因为小球1的水平位移最大，时间相等，可知小球1的水平分速度最大，根据平行四边形定则知，沿路径1抛出的物体落地速率最大．故C正确，ABD错误．‎ 故选：C．‎ ‎　‎ ‎5．火星表面特征非常接近地球，适合人类居住，近期，我国宇航员王跃与俄罗斯宇航员一起进行“模拟登火星”实验活动，已知火星半径是地球半径的，质量是地球质量的，自转周期与地球的基本相同，地球表面重力加速度为g，王跃在地面上能向上跳起的最大高度是h，在忽略自转影响的条件下，下列分析不正确的是（　　）‎ A．火星表面的重力加速度是 B．火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的 C．王跃在火星表面受的万有引力是在地球表面受万有引力的倍 D．王跃以相同的初速度在火星上起跳时，可跳的最大高度是 ‎【考点】万有引力定律及其应用．‎ ‎【分析】根据万有引力定律公式求出王跃在火星上受的万有引力是在地球上受万有引力的倍数．根据万有引力等于重力，得出重力加速度的关系，从而得出上升高度的关系．根据万有引力提供向心力求出第一宇宙速度的关系．‎ ‎【解答】解：A、根据万有引力定律得，F=G知王跃在火星表面受的万有引力是在地球表面受万有引力的倍．则火星表面重力加速度为g．故A正确．‎ B、根据万有引力提供向心力G=m，得v=，知火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的倍．故B正确；‎ C、根据万有引力等于重力得，G=mg，g=，知火星表面重力加速度时地球表面重力加速度的倍，故C错误．‎ D、因为火星表面的重力加速度是地球表面重力加速度的倍，根据h=，知火星上跳起的高度是地球上跳起高度的倍，为h．故D正确．‎ 本题选择错误的，故选：C ‎　‎ ‎6．如图所示，一个物体以初速度v1由A点开始运动，沿水平面滑到B点时的速度为v2，该物体以相同大小的初速度v′1由A′点沿图示的A′C和CB′两个斜面滑到B′点时的速度为v′2，若水平面、斜面和物体间的动摩擦因数均相同，且A′B′的水平距离与AB相等，那么v2与v′2之间大小关系为（　　）‎ A．v2=v′2 B．v2＞v′2 C．v2＜v′2 D．无法确定 ‎【考点】牛顿第二定律．‎ ‎【分析】物体从A点滑动到B过程中，根据动能定理列式，该物块仍以速度v1从A点沿两斜面滑动至B点的过程中，设最高点为C点，AC与水平面的夹角为θ，CB与水平面的夹角为α，根据动能定理列式，比较两个方程即可求解．‎ ‎【解答】解：物体从A点滑动到B过程中，根据动能定理有：‎ ‎﹣μmgxAB=mv22mv12…①‎ 若该物块仍以速度v1从A点沿两斜面滑动至B点的过程中，设最高点为C点，AC与水平面的夹角为θ，CB与水平面的夹角为α，则有：‎ mv2′2mv12=﹣μmgcosθxAC﹣μmgcosα•xCB=﹣μmgxAB…②‎ 由①②解得：v2=v2′‎ 故选：A．‎ ‎　‎ ‎7．图为静电除尘机理的示意图，尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的，下列表述正确的是（　　）‎ A．到达集尘极的尘埃带正电荷 B．电场方向由集尘极指向放电极 C．带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同 D．同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大 ‎【考点】* 静电的利用和防止．‎ ‎【分析】从静电除尘机理出发即可解题．由于集尘极与电池的正极连接，电场方向有集尘极指向放电极．而尘埃在电场力作用下向集尘极迁移并沉积，说明尘埃带负电．负电荷在电场中受电场力的方向与电场力方向相反，根据F=Eq即可得出结论．‎ ‎【解答】解：由于集尘极与电池的正极连接，电场方向有集尘板指向放电极，B正确．而尘埃在电场力作用下向集尘极迁移并沉积，说明尘埃带负电，A错误．负电荷在电场中受电场力的方向与电场力方向相反，C错误．根据F=Eq可得，D正确．‎ 故选BD．‎ ‎　‎ ‎8．如图所示，平行金属导轨与水平面间的夹角为θ，导轨电阻不计，并与阻值为R的定值电阻相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面，磁感应强度大小为B．有一质量为m、长为l的导体棒从ab位置获得平行于斜面的、大小为v的初速度向上运动，最远到达a'b'的位置，滑行的距离为s，导体棒的电阻也为R，与导轨之间的动摩擦因数为μ．则（　　）‎ A．上滑过程中导体棒受到的最大安培力为 B．上滑过程中通过电阻R的电量为 C．上滑过程中导体棒克服安培力做的功为mv2﹣mgs（sin θ+μcos θ）‎ D．上滑过程中导体棒损失的机械能为mv2﹣mgssin θ ‎【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律；焦耳定律．‎ ‎【分析】导体棒向上做减速运动，开始时速度最大，产生的感应电流最大，受到的安培力最大，由E=Blv、I=、FA=BIl求出最大安培力．求出感应电动势与感应电流，然后由电流定义式可以求出电荷量．由能量守恒定律研究热量．回路中产生的热量等于导体棒克服安培力做的功．‎ ‎【解答】解：A、导体棒开始运动时速度最大，产生的感应电动势和感应电流最大，所受的安培力最大，由E=Blv、I=、FA=BIl得：最大安培力为 Fmax=，故A正确．‎ B、由法拉第电磁感应定律可得，感应电动势：E===，感应电流I=，通过导体棒的电量q=I△t，解得：q=，故B错误；‎ C、根据能量守恒可知，上滑过程中导体棒的动能减小，转化为焦耳热、摩擦生热和重力势能，则克服安培力所做的功 Q=mv2﹣mgs（sinθ+μcosθ），故C正确．‎ D、上滑过程动能增加，而重力势能减小，故损失的机械能W=mv2﹣mgssinθ，故D正确．‎ 故选：ACD．‎ ‎　‎ 三、非选择题：‎ ‎9．利用图示装置可以做力学中的许多实验．‎ ‎①以下说法正确的是　C　．‎ A．利用此装置“研究匀变速直线运动”时，必须设法消除小车和木板间的摩擦阻力的影响 B．利用此装置探究“加速度与质量的关系”并用图象法处理数据时，如果画出的a m关系图象不是直线，就可确定加速度与质量成反比 C．利用此装置探究“功与速度变化的关系”实验时，应将木板带打点计时器的一端适当垫高，这样做的目的是利用小车重力沿斜面的分力补偿小车运动中所受阻力的影响 ‎②小华在利用此装置“探究加速度a与力F的关系”时，因为不断增加所挂钩码的个数，导致钩码的质量远远大于小车的质量，则小车加速度a的值随钩码个数的增加将趋近于　g　 的值．‎ ‎【考点】探究加速度与物体质量、物体受力的关系；测定匀变速直线运动的加速度．‎ ‎【分析】利用图示小车纸带装置可以完成很多实验，在研究匀变速直线运动时不需要平衡摩擦力，在探究“小车的加速度与质量的关系”和探究“功与速度变化的关系”实验时，需要平衡摩擦力；在探究“小车的加速度a与力F的关系”时，根据牛顿第二定律求出加速度a的表达式，不难得出当钧码的质量远远大于小车的质量时，加速度a近似等于g的结论．‎ ‎【解答】解：（1）A、此装置可以用来研究匀变速直线运动，但不需要平衡摩擦力，故A错误．‎ B、曲线的种类有双曲线、抛物线、三角函数曲线等多种，所以若a﹣M图象是曲线，不能断定曲线是双曲线，即不能断定加速度与质量成反比，应画出a﹣图象，故B错误．‎ C、探究“功与速度变化的关系”实验时，需要平衡摩擦力，方法是将木板带打点计时器的一端适当垫高，这样做的目的是利用小车重力沿斜面分力补偿小车运动中所受阻力的影响，从而小车受到的合力即为绳子的拉力，故C正确．‎ 故选：C ‎（2）设小车质量为m，钩码质量为M，则对钩码有Mg﹣F=Ma ①‎ 对小车有F﹣μmg=ma ②‎ 联立①②解得a=g 将上式变形为a=g，可见当M＞＞m时，加速度a趋近于g．‎ 故答案为：（1）C； （2）g ‎　‎ ‎10．一课外小组同学想要测量一个电源的电动势及内阻．准备的器材有：‎ 电流表 （0～200mA，内阻是12Ω）‎ 电阻箱R（最大阻值9.9Ω）‎ 一个开关和若干导线．‎ ‎（1）由于电流表A的量程较小，考虑到安全因素，同学们将一个定值电阻和电流表A　并　联，若要使连接后流过定值电阻的电流是流过电流表A的电流的3倍，则定值电阻的阻值R0=　4　Ω．‎ ‎（2）图1虚线框中为同学设计的实验电路的一部分，请将电路图补充完整．‎ ‎（3）若实验中记录电阻箱的阻值R和电流表A的示数I，并计算出得到多组数据后描点作出R﹣图线如图2所示，则该电源的电动势E=　8.0　V，内阻r=　3.0　Ω．‎ ‎【考点】测定电源的电动势和内阻．‎ ‎【分析】（1）根据串并联电路的电压规律可知电压相等，再由欧姆定律即可求得定值电阻的阻值；‎ ‎（2）要想测出电源的电动势和内电阻，只需找出电源两端的电压及流过电流的电流即可，根据题目中给出的条件可以采用安阻法进行测量； ‎ ‎（3）由闭合电路欧姆律可得出表达式，根据数形关系可求得电动势和内电阻．‎ ‎【解答】解：（1）由并联电路规律可知，并联部分电压相等，要使并联后流过定值电阻的电流是流过电流表的电流的3倍；则由并联电路规律可知：‎ R0===4Ω； ‎ ‎（2）根据改装原理以及测量电动势和内电阻实验原理可知应将改装后的电表与电阻箱串联接在电源两端，故测量原理图如图所示； ‎ ‎（3）闭合电路欧姆定律可知：I=×‎ 则变形得：R=﹣3﹣r；‎ 故图象中的斜率等于k===2；‎ 故：E=8.0V；‎ 图象与纵坐标的交点为﹣6.0=﹣r﹣3‎ 解得：r=3.0Ω 故答案为：（1）并；4； （2）如图所示； （3）8.0，3.0‎ ‎　‎ ‎11．春节放假期间，全国高速公路免费通行，小轿车可以不停车通过收费站，但要求小轿车通过收费站窗口前x0=9m区间的速度不超过v0=6m/s．现有甲、乙两小轿车在收费站前平直公路上分别以v甲=20m/s和v乙=34m/s的速度匀速行驶，甲车在前，乙车在后．甲车司机发现正前方收费站，开始以大小为a甲=2m/s2的加速度匀减速刹车．‎ ‎（1）甲车司机需在离收费站窗口至少多远处开始刹车才不违章；‎ ‎（2）若甲车司机经刹车到达离收费站窗口前9m处的速度恰好为6m/s，乙车司机在发现甲车刹车时经t0=0.5s的反应时间后开始以大小为a乙=4m/s2的加速度匀减速刹车．为避免两车相撞，且乙车在收费站窗口前9m区不超速，则在甲车司机开始刹车时，甲、乙两车至少相距多远？‎ ‎【考点】匀变速直线运动的速度与位移的关系；匀变速直线运动的位移与时间的关系．‎ ‎【分析】根据匀变速直线运动的速度位移公式求出甲车速度减为6m/s时的位移，从而得出甲车司机需在离收费站窗口刹车的最小距离．‎ 根据速度时间公式求出甲乙两车速度相等的时间，通过不相撞的临界速度，结合位移公式进行求解．‎ ‎【解答】解：（1）对甲车速度由20m/s减速至6m/s的位移为：x1==m=91m ‎ x2=x0+x1=100m ‎ 即：甲车司机需在离收费站窗口至少100m处开始刹车 ‎（2）设甲、乙两车速度相同时的时间为t，由运动学公式得：v乙﹣a乙（t﹣t0）=v甲﹣a甲t 代入数据解得：t=8s ‎ 相同速度v=v甲﹣a甲t=4m/s＜6m/s，即v=6m/s的共同速度为不相撞的临界条件 ‎ 乙车从开始以34m/s减速至6m/s的位移为：‎ 代入数据解得：x3=157m ‎ 所以要满足条件甲、乙的距离为：x=x3﹣x1=157﹣91m=66m ‎ 答：‎ ‎（1）甲车司机需在离收费站窗口至少100m处开始刹车才不违章．‎ ‎（2）甲、乙两车至少相距66m．‎ ‎　‎ ‎12．1932年，劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器．回旋加速器的工作原理如图所示，置于真空中的两个D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计．磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直．设两D形盒之间所加的交流电压为U，被加速的粒子质量为m、电量为q，粒子从D形盒一侧开始被加速（初动能可以忽略），经若干次加速后粒子从D形盒边缘射出．求：‎ ‎（1）粒子从静止开始第1次经过两D形盒间狭缝加速后的速度大小；‎ ‎（2）粒子第一次进入D型盒磁场中做圆周运动的轨道半径；‎ ‎（3）粒子至少经过多少次加速才能从回旋加速器D形盒射出．‎ ‎【考点】质谱仪和回旋加速器的工作原理．‎ ‎【分析】（1）根据动能定理求出粒子由静止开始第1次经过两D形盒狭缝加速后的速度大小．‎ ‎（2）根据洛伦兹力提供向心力，结合半径公式求出粒子第一次进入D型盒磁场中做圆周运动的轨道半径．‎ ‎（3）根据D形盒的半径，根据半径公式求出粒子的最大动能，根据每一次加速后增加的动能，求出加速的次数．‎ ‎【解答】解：（1）粒子在电场中被加速，由动能定理得：‎ 解得：．‎ ‎（2）带电粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，‎ 根据 解得：‎ 代入数据得：．‎ ‎（3）若粒子射出，则粒子做圆周运动的轨道半径为R，设此时速度为vn，‎ 由牛顿第二定律得：，解得此时粒子的速度为：‎ 此时粒子的动能为：．‎ 粒子每经过一次加速动能增加qU，设经过n次加速粒子射出，则有：，‎ 代入数据解得：．‎ 答：（1）粒子从静止开始第1次经过两D形盒间狭缝加速后的速度大小为．‎ ‎（2）粒子第一次进入D型盒磁场中做圆周运动的轨道半径为．‎ ‎（3）粒子至少经过次加速才能从回旋加速器D形盒射出．‎ ‎　‎ ‎2016年12月31日