1932年，勞倫斯和利文斯設計出了回旋加速器．回旋加速器的工作原理如圖所示，置于真空中的兩個D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時間可以忽略不計．磁感應強度為B的勻強磁場與盒面垂直. 設兩D形盒之間所加的交流電壓為U，被加速的粒子質量為m、電量為q,粒子從D形盒一側開始被加速（初動能可以忽略），經若干次加速后粒子從D形盒邊緣射出．
求：（1）粒子從靜止開始第1次經過兩D形盒間狹縫加速后的速度大小
（2）粒子第一次進入D型盒磁場中做圓周運動的軌道半徑
（3）粒子至少經過多少次加速才能從回旋加速器D形盒射出
（1）
（2）
（3）
解析試題分析：（1）(5分)粒子在電場中被加速由動能定理 
…………4分
得: …………………………………………………………1分
（2）(5分)帶電粒子在磁場中做圓周運動，洛侖茲力提供向心力，
由牛頓第二定律得：
………………………………………3分
解得：
……………………………………………1分
代入數據得： …………………………………1分
（3）(6分)若粒子射出，則粒子做圓周運動的軌道半徑為R,設此時速度為
由牛頓第二定律知 
，解得此時粒子的速度為
……2分
此時粒子的動能為
代入數據得
………………2分
粒子每經過一次加速動能增加qU，設經過n次加速粒子射出，則
代入數據，解得： ………………………………2分
考點：帶電粒子在電場中的加速和磁場中的勻速圓周運動
科目：高中物理 來源： 題型：計算題
為減少煙塵排放對空氣的污染，某同學設計了一個如圖所示的靜電除塵器，該除塵器的上下底面是邊長為L＝0.20m的正方形金屬板，前后面是絕緣的透明有機玻璃，左右面是高h＝0.10m的通道口。使用時底面水平放置，兩金屬板連接到U＝2000V的高壓電源兩極（下板接負極），于是在兩金屬板間產生一個勻強電場（忽略邊緣效應）。均勻分布的帶電煙塵顆粒以v=10m/s的水平速度從左向右通過除塵器，已知每個顆粒帶電荷量q＝+2.0×10-17C，質量m＝1.0×10-15kg，不考慮煙塵顆粒之間的相互作用和空氣阻力，并忽略煙塵顆粒所受重力。在閉合開關后：
（1）求煙塵顆粒在通道內運動時加速度的大小和方向；
（2）求除塵過程中煙塵顆粒在豎直方向所能偏轉的最大距離；
（3）除塵效率是衡量除塵器性能的一個重要參數。除塵效率是指一段時間內被吸附的煙塵顆粒數量與進入除塵器煙塵顆粒總量的比值。試求在上述情況下該除塵器的除塵效率；若用該除塵器對上述比荷的顆粒進行除塵，試通過分析給出在保持除塵器通道大小不變的前提下，提高其除塵效率的方法。
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科目：高中物理 來源： 題型：計算題
（16分）兩平行金屬導軌水平放置，一質量為m=0.2kg的金屬棒ab垂直于導軌靜止放在緊貼電阻R處，
，其他電阻不計。導軌間距為d=0.8m，矩形區域MNPQ內存在有界勻強磁場，場強大小B=0.25T。MN=PQ=x=0.85m，金屬棒與兩導軌間動摩擦因數都為0.4，電阻R與邊界MP的距離s=0.36m。在外力作用下讓ab棒由靜止開始勻加速運動并穿過磁場向右，加速度a=2m/s2 ，g取10m/s2
（1）求穿過磁場過程中平均電流的大小。
（2）計算自金屬棒進入磁場開始計時，在磁場中運動的時間內，外力F隨時間t變化關系。
（3）讓磁感應強度均勻增加，用導線將a、b端接到一量程合適的電流表上，讓ab棒重新由R處向右加速，在金屬棒到達MP之前，電流表會有示數嗎？簡述理由。已知電流表與導軌在同一個平面內。
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科目：高中物理 來源： 題型：計算題
（15分）直升機因為有許多其他飛行器難以辦到或不可能辦到的優勢（如可以垂直起飛降落，不用大面積機場），所以受到廣泛應用。主要用于觀光旅游、火災救援、海上急救、緝私緝毒、消防、商務運輸、醫療救助、通信以及噴灑農藥殺蟲劑消滅害蟲、探測資等國民經濟的各個部門。下圖是在某次救災中直升機沿水平方向做勻加速運動時的情境，懸掛箱子的繩子與豎直方向的夾角保持為
。此時箱子距水平地面高20m(sin="0.174," cos="0.984," tan=0.176,g取10m/s2)求：
(1)直升機的加速度a的大小；
(2)某時刻直升機上儀表顯示飛行速度為100km/h。若此時有一小物體從箱子中掉落，不計空氣阻力，物體落在水平地面時距直升機的水平距離d的大小。
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科目：高中物理 來源： 題型：計算題
如圖所示，質量m1＝0.3 kg的小車靜止在光滑的水平面上，車長L＝1.5 m，現有質量m2＝0.2 kg可視為質點的物塊，以水平向右的速度v0＝2 m/s從左端滑上小車，最后在車面上某處與小車保持相對靜止．物塊與車面間的動摩擦因數μ＝0.5，取g＝10 m/s2，求
(1)物塊在車面上滑行的時間t；
(2)物塊克服摩擦力做的功；
(3)在此過程中轉變成的內能．
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科目：高中物理 來源： 題型：計算題
（8分）下圖為某小型企業的一道工序示意圖，圖中一樓為原料車間，二樓為生產車間．為了節約能源，技術人員設計了一個滑輪裝置用來運送原料和成品，在二樓生產的成品裝入A箱，在一樓將原料裝入B箱，而后由靜止釋放A箱，若A箱與成品的總質量為M，B箱與原料的總質量為m(m<M)，這樣在A箱下落的同時會將B箱拉到二樓生產車間，當B箱到達二樓平臺時可被工人接住，若B箱到達二樓平臺時沒有被工人接住的話，它可以繼續上升h高度速度才能減小到零．不計繩與滑輪間的摩擦及空氣阻力，重力加速度為g，求：
（1）一樓與二樓的高度差H；
（2）在AB箱同時運動的過程中繩對B箱的拉力大小．
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科目：高中物理 來源： 題型：計算題
（12分）如圖所示，有一質量為M=2kg的平板小車靜止在光滑的水平地面上，現有質量均為m=1kg的小物塊A和B（均可視為質點），由車上P處分別以初速度v1=2m/s向左和v2=4m/s向右運動，最終A、B兩物塊恰好停在小車兩端沒有脫離小車。已知兩物塊與小車間的動摩擦因數都為μ=0.1，取g=10m/s2。求：
（1）小車的長度L；
（2）A在小車上滑動的過程中產生的熱量；
（3）從A、B開始運動計時，經5s小車離原位置的距離。
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科目：高中物理 來源： 題型：計算題
（10分）如圖所示，光滑水平面AB與豎直面內的半圓形導軌在B點相接，導軌半徑為R.一個質量為m的物體將彈簧壓縮至A點后由靜止釋放，在彈力作用下物體獲得某一向右速度后脫離彈簧，脫離彈簧后當它經過B點進入導軌瞬間對導軌的壓力為其重力的7倍，之后向上運動完成半個圓周運動恰好到達C點。試求：
（1）彈簧開始時的彈性勢能；
（2）物體從B點運動至C點克服阻力做的功；
（3）物體離開C點后落回水平面時,重力的瞬時功率是多大
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