回旋加速器是用來加速帶電粒子的裝置，如圖所示，它的核心部分是兩個D形金屬盒，兩盒相距很近，連接好高頻交流電源后，兩盒間的窄縫中形成交變的勻強電場，使帶電粒子每次通過窄縫都能得到加速．兩盒放在勻強磁場中，磁場方向垂直盒面向下，帶電粒子在磁場中做圓周運動，通過兩盒間的窄縫時反復(fù)被加速，當(dāng)粒子做圓周運動的半徑達到最大值時通過特殊裝置被引出．如果用磁感應(yīng)強度不變的同一回旋加速器分別加速同種電性但比荷（

q

m

）不同的帶電粒子，比較加速這些帶電粒子所需的高頻交流電源的周期和獲得的最大動能，下列說法正確的是（　　）

A、加速比荷較大的帶電粒子所需的交流電源的周期一定較小

B、加速比荷較大的帶電粒子所需的交流電源的周期一定較大

C、加速結(jié)束后比荷較大的帶電粒子獲得的最大動能一定較大

D、加速結(jié)束后比荷較大的帶電粒子獲得的最大動能一定較小

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回旋加速器是用來加速帶電粒子的裝置，如圖所示。它的核心部分是兩個D形金屬盒，兩盒相距很近，分別和高頻交流電源相連接，兩盒放在勻強磁場中，磁場方向垂直于盒底面，帶電粒子由加速器的中心附近進入加速器，直到達到最大圓周半徑時通過特殊裝置被引出。如果用同一回旋加速器分別加速氚核和α粒子（氚核和α粒子質(zhì)量比為3：4，電荷量之比為1：2），則以下說法正確的是

[     ]

A．加速α粒子的交流電源的周期較大，α粒子獲得的最大動能較小
B．加速氚核的交流電源的周期較大，氚核獲得的最大動能較小
C．若增大加速電壓，氚核獲得的最大動能增大
D．若增大加速電壓，氚核在加速器中運動的總時間變短

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回旋加速器是用來加速帶電粒子的裝置，如圖所示．它的核心部分是兩個D形金屬盒，兩盒相距很近，分別和高頻交流電源相連接，兩盒間的窄縫中形成勻強電場，使帶電粒子每次通過窄縫都得到加速．兩盒放在勻強磁場中，磁場方向垂直于盒底面，帶電粒子在磁場中做圓周運動，通過兩盒間的窄縫時反復(fù)被加速，直到達到最大圓周半徑時通過特殊裝置被引出．如果用同一回旋加速器分別加速氚核(H)和α粒子(He)比較它們所加的高頻交流電源的周期和獲得的最大動能的大小，有

A．

加速氚核的交流電源的周期較大，氚核獲得的最大動能也較大

B．

加速氚核的交流電源的周期較大，氚核獲得的最大動能較小

C．

加速氚核的交流電源的周期較小，氚核獲得的最大動能也較小

D．

加速氚核的交流電源的周期較小，氚核獲得的最大動能較大

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第Ⅰ卷  選擇題(共31分)

一、單項選擇題：本題共5小題，每小題3分，共15分，每小題只有一個選項符合題意。

題號

1

2

3

4

5

答案

C

D

A

B

B

二、多項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。在每小題給出的四個選項中，有多個正確選項。全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分。

題號

6

7

8

9

答案

ACD

BD

CD

BD

第Ⅱ卷（非選擇題  共89分）

三、實驗題（22分）

10. （1）（4分）

（2）①見下圖（2分） ②T=或（2分）  ③1.22~1.30（2分）

11． (1)    CD    （3分）

（2）(每小題3分)①R = 300-0.4F      ②600     ③不均勻

四、計算題：本題共5小題，共67分，

12．（12分）（1）λ=2m,  （2分）     （2分）

（2）S=4.5×4A=90cm （3分）     y=0（2分）

(3)(cm)  （3分）

13． （12分）

（1）因為

 所以w(3分）

       （2）                     （1分）

       又因，  （ 2分）

        所以                （2分）

           （2分）

                          （2分）

14．（12分）

甲同學(xué)的錯誤原因：認為物體速度為零時，一定處于平衡狀態(tài)，或者認為偏角最大的是平衡位置。                                           （2分）

 乙同學(xué)的錯誤原因：將安培力表示導(dǎo)致F做功出錯。（2分）

正解如下：銅棒向外偏轉(zhuǎn)過程中，導(dǎo)線拉力不做功，如圖丙所示。

F做功為：

重力做功為：

由動能定理：，             （6分）

得                              （2分）

15. （15分） 

(1) 油滴負電荷                              （2分）

    (2)油滴受三個力作用(見下圖)，從Ｐ到Ｏ沿直線運動必為勻速運動，設(shè)油滴質(zhì)量為m：

 由平衡條件有         （1分）

     得    （2分）

(3)進入第一象限，電場力和重力相等，知油滴先作勻速直線運動，進入y≥h的區(qū)域后作勻速圓周運動，路徑如圖,最后從x軸上的Ｎ點離開第一象限．（2分）

由Ｏ→Ａ勻速運動位移為知運動時間：

    （1分）

由幾何關(guān)系和圓周運動的周期關(guān)系式知由Ａ→Ｃ的圓周運動時間為

                             （1分）

    由對稱性知從Ｃ→Ｎ的時間

在第一象限運動的總時間  （2分）

由在磁場中的勻速圓周運動，有　     

   解得得到軌道半徑                           （1分）

    圖中的    （2分）

    即離開第一象限處（Ｎ點）的坐標(biāo)為（4.0m,0）          （1分）

16．（16分）

（1）設(shè)勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為B，則金屬棒最大速度時產(chǎn)生的電動勢                                   （1分）

回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流                            （1分）

金屬棒棒所受安培力                                 （1分）

cd棒所受合外力為零時，下滑的速度達到最大，則

                                                       （1分）

由以上四式解得                                （1分）

（2）設(shè)電阻R上產(chǎn)生的電熱為Q，整個電路產(chǎn)生的電熱為Q_總，則

                                          （3分）

                                                          （1分）

解得                                   （1分）

（3）金屬棒開始運動時的加速度大小為a，由牛頓第二定律有

                   解得                       （2分）

由磁通量不變                    （3分）

                                （1分）