(18分）在高能物理研究中，粒子加速器起著重要作用，而早期的加速器只能使帶電粒子在高壓電場中加速一次，因而粒子所能達到的能量受到高壓技術的限制。1930年，Earnest O. Lawrence提出了回旋加速器的理論，他設想用磁場使帶電粒子沿圓弧形軌道旋轉，多次反復地通過高頻加速電場，直至達到高能量。圖12甲為Earnest O. Lawrence設計的回旋加速器的示意圖。它由兩個鋁制D型金屬扁盒組成，兩個D形盒正中間開有一條狹縫；兩個D型盒處在勻強磁場中并接有高頻交變電壓。圖12乙為俯視圖，在D型盒上半面中心S處有一正離子源，它發(fā)出的正離子，經狹縫電壓加速后，進入D型盒中。在磁場力的作用下運動半周，再經狹縫電壓加速；為保證粒子每次經過狹縫都被加速，應設法使交變電壓的周期與粒子在狹縫及磁場中運動的周期一致。如此周而復始，最后到達D型盒的邊緣，獲得最大速度后被束流提取裝置提取出。已知正離子的電荷量為q，質量為m，加速時電極間電壓大小恒為U，磁場的磁感應強度為B，D型盒的半徑為R，狹縫之間的距離為d。設正離子從離子源出發(fā)時的初速度為零。

（1）試計算上述正離子從離子源出發(fā)被第一次加速后進入下半盒中運動的軌道半徑；

（2）盡管粒子在狹縫中每次加速的時間很短但也不可忽略。試計算上述正離子在某次加速過程當中從離開離子源到被第n次加速結束時所經歷的時間；

（3）不考慮相對論效應，試分析要提高某一離子被半徑為R的回旋加速器加速后的最大動能可采用的措施。

（16分）如圖11所示，滑板運動員從傾角為53°的斜坡頂端滑下，滑下的過程中他突然發(fā)現(xiàn)在斜面底端有一個高h=1.4m、寬L=1.2m的長方體障礙物，為了不觸及這個障礙物，他必須距水平地面高度H=3.2m的A點沿水平方向跳起離開斜面。已知運動員的滑板與斜面間的動摩擦因數μ=0.1，忽略空氣阻力，重力加速度g取10m/s²。（已知sin53°=0.8，cos53°=0.6）求：

（1）運動員在斜面上滑行的加速度的大��；

（2）若運動員不觸及障礙物，他從斜面上起跳后到落至水平面的過程所經歷的時間；

（3）運動員為了不觸及障礙物，他從A點沿水平方向起跳的最小速度。

有一根細長而均勻的金屬管線樣品，長約為60cm，電阻大約為6Ω。橫截面如圖8所示。

①用螺旋測微器測量金屬管線的外徑，示數如圖9所示，金屬管線的外徑為_________mm；

②現(xiàn)有如下器材

A．電流表（量程0.6A，內阻約0.1Ω)

B．電流表（量程3A，內阻約0.03Ω)

C．電壓表（量程3V，內阻約3kΩ)

D．滑動變阻器（1750Ω，0.3 A)

E．滑動變阻器（15Ω，3A)

F．蓄電池（6V，內阻很小)

G．開關一個，帶夾子的導線若干

要進一步精確測量金屬管線樣品的阻值，電流表應選     ，滑動變阻器應選     。（只填代號字母）。

③請將圖10所示的實際測量電路補充完整。

④已知金屬管線樣品材料的電阻率為r，通過多次測量得出金屬管線的電阻為R，金屬管線的外徑為d，要想求得金屬管線內形狀不規(guī)則的中空部分的截面積S，在前面實驗的基礎上，還需要測量的物理量是           。計算中空部分截面積的表達式為S=            。

“探究動能定理”的實驗裝置如圖6所示，當小車在兩條橡皮筋作用下彈出時，橡皮筋對小車做的功記為W₀。當用4條、6條、8條……完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次、第4次……實驗時，橡皮筋對小車做的功記為2W₀、3W₀、4W₀……，每次實驗中由靜止彈出的小車獲得的最大速度可由打點計時器所打的紙帶測出。

①關于該實驗，下列說法正確的是

A．打點計時器可以用直流電源供電，電壓為4~6V

B．實驗中使用的若干根橡皮筋的原長可以不相等

C．每次實驗中應使小車從同一位置由靜止彈出

D．利用每次測出的小車最大速度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……的圖象，得出合力做功與物體速度變化的關系。

②圖7給出了某次在正確操作情況下打出的紙帶，從中截取了測量物體最大速度所用的一段紙帶，測得O點到A、B、C、D、E各點的距離分別為OA=5.65cm，OB=7.12cm，OC=8.78cm，OD=10.40cm，OE=11.91cm，。已知相鄰兩點打點時間間隔為0.02s，則小車獲得的最大速度v_m=          m/s。

如圖4所示，光滑的水平桌面處在方向豎直向下的勻強磁場中，桌面上平放著一根一端開口、內壁光滑的絕緣細管，細管封閉端有一帶電小球，小球直徑略小于管的直徑，細管的中心軸線沿y軸方向。在水平拉力F作用下，試管沿x軸方向勻速運動，帶電小球能從細管口處飛出。帶電小球在離開細管前的運動過程中，關于小球運動的加速度a、沿y軸方向的速度v_y、拉力F以及管壁對小球的彈力做功的功率P隨時間t變化的圖象分別如圖5所示，其中正確的是

如圖3所示，平行金屬導軌MN和PQ與水平面成θ角，導軌兩端各與阻值均為R的固定電阻R₁和R₂相連，勻強磁場垂直穿過導軌平面。質量為m、電阻為R/2的導體棒以一定的初速度沿導軌向上滑動，在滑動過程中導體棒與金屬導軌始終垂直并接觸良好。已知t₁時刻導體棒上滑的速度為v₁，此時電阻R₁消耗的電功率為P₁；t₂時刻導體棒上滑的速度為v₂，此時電阻R₂消耗的電功率為P₂，忽略平行金屬導軌MN和PQ的電阻且不計空氣阻力。則

A．t₁時刻導體棒受到的安培力的大小為6P₁/v₁

 B  t₂時刻導體棒克服安培力做功的功率為4P₂

C．t₁~t_2­這段時間內導體棒克服安培力做的功為4P₁(t₂-t₁)

 D．t₁~t_2­這段時間內導體棒受到的安培力的沖量大小為m(v₁-v₂)

近年來，隨著移動電話的普遍使用，無線電臺站（基站）的分布越來越密集，電磁輻射污染的話題越來越受到人們的關注。其實電磁輻射并不可怕，只要被控制在可以接受的標準以內，對人體健康就不會有危害。我國制定的基站輻射標準規(guī)定對人體電磁輻射強度（單位時間內內垂直通過單位面積的電磁輻射能量）不得超過0.40W/m²。若某基站電磁輻射功率為40W，以下數據是人體到基站最小安全距離的估算，其中正確的是

A．1.0m         B．10m           C． 1.0×10²m        D．1.0×10³m

用控制變量法，可以研究影響電荷間相互作用力的因素。如圖2所示，O是一個帶電的物體，若把系在絲線上的帶電小球先后掛在橫桿上的P₁、P₂、P₃等位置，可以比較小球在不同位置所受帶電物體的作用力的大小。這個力的大小可以通過絲線偏離豎直方向的角度θ顯示出來。若物體O的電荷量用Q表示，小球的電荷量用q表示，物體與小球間距離用d表示，物體和小球之間的作用力大小用F表示。則以下對該實驗現(xiàn)象的判斷正確的是

A．保持Q、q不變，增大d，則θ變大，說明F與d有關

B．保持Q、q不變，減小d，則θ變大，說明F與d成反比

C．保持Q、d不變，減小q，則θ變小，說明F與q有關

D．保持q、d不變，減小Q，則θ變小，說明F與Q成正比

我國研制并成功發(fā)射的“嫦娥二號”探測衛(wèi)星，在距月球表面高度為h的軌道上做勻速圓周運動，運行的周期為T。若以R表示月球的半徑，則

A．衛(wèi)星運行時的向心加速度為

B．衛(wèi)星運行時的線速度為

C．物體在月球表面自由下落的加速度為

D．月球的第一宇宙速度為

一列沿x軸傳播的簡諧橫波，t=0時刻的波形如圖1中實線所示，t=0.3s時刻的波形為圖中虛線所示，則

A．波的傳播方向一定向右

B．波的周期可能為0.5s

C．波的頻率可能為5.0Hz

D．波的傳播速度可能為9.0m/s