北京市海淀区北京大学附属中学2018_2019学年高二物理下学期期中试题（含解析）

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1、北京市海淀区北京大学附属中学2018-2019学年高二物理下学期期中试题（含解析）1.如图1所示为回旋加速器的示意图。它由两个铝制D型金属扁盒组成，两个D形盒正中间开有一条狭缝，两个D型盒处在匀强磁场中并接在高频交变电源上。在盒中心A处有离子源，它产生并发出的粒子，经狭缝电压加速后，进入盒中。在磁场力的作用下运动半个圆周后，再次经狭缝电压加速。为保证粒子每次经过狭缝都被加速，设法使交变电压的周期与粒子在狭缝及磁场中运动的周期一致如。此周而复始，速度越来越大，运动半径也越来越大，最后到达D型盒的边缘，以最大速度被导出。已知粒子电荷量为q质量为m，加速时电极间电压

2、大小恒为U,磁场的磁感应强度为B，D型盒的半径为R.设狭缝很窄，粒子通过狭缝的时间可以忽略不计，且粒子从离子源发出时的初速度为零。(不计粒子重力)求：(1)粒子第1次由盒进入盒中时的速度大小；(2)粒子被加速后获得的最大动能；(3)符合条件的交变电压的周期T；(4)粒子仍在盒中活动过程中，粒子在第n次由盒进入盒与紧接着第n+1次由盒进入盒位置之间的距离Δx.【答案】（1）（2）（3）（4）【解析】【详解】（1）设α粒子第一次被加速后进入D2盒中时的速度大小为v1，根据动能定理有解得，（2）α粒子在D形盒内做圆周运动，轨道半径达到最大时被引出，具有最大动能．设此

3、时的速度为v，有解得：7设α粒子的最大动能为Ek，则解得：（3）设交变电压的周期为T，为保证粒子每次经过狭缝都被加速，带电粒子在磁场中运动一周的时间应等于交变电压的周期（在狭缝的时间极短忽略不计），则交变电压的周期（4）离子经电场第1次加速后，以速度v1进入D2盒，设轨道半径为r1则离子经第2次电场加速后，以速度v2进入D1盒，设轨道半径为r2则离子第n次由D1盒进入D2盒，离子已经过（2n-1）次电场加速，以速度v2n-1进入D2盒，由动能定理：  轨道半径 离子经第n+1次由D1盒进入D2盒，离子已经过2n次电场加速，以速度v2n进入D1盒，由动能定理： 

4、轨道半径：则△x=2（rn+1-rn）（如图所示）解得，2.在19世纪20年代之前的漫长为岁月里，电和磁的研究基本都是独立发展的。而在18世纪来期，有一些科学家开始思索不同自然现象之间的联系，其中丹麦物理学家奥斯特指出“物理学将不再是关于运动、热、空气、光、电磁以及我们所知道的各种其他现象的零散的罗列，我们将把整个字宙纳在一个体系中。”揭开了人们探究电、磁联系的序幕！7经过多年的实验探究，奥斯特终于在1820年发现了电流的磁效应，震动了整个欧洲大陆科学界!当时欧洲很多科学家在奥斯特实验的启发下，纷纷研究“磁生电”。(1).法拉第就是其中的一个。他进行了多次的实

5、验，但也并非每次实验都是一帆风顺，下面模拟了在1822年到1831年之间，法拉第进行的几次实验。请根据所学内容判断，实验中是否能观察到感应电流?如果可以，是在哪一过程中观察到的?①如图所示，将两个线圈绕在同一个铁环上，其中一个线圈通过一个开关接在电源上，另一个线圈接一个灵敏电流计，接通电路一段时间后，断开电路。②如图所示，法拉第用一根线把一个铜环固定在到线上并悬挂起来，像一个扭称一样，把条形磁铁的磁极插入环内，等候一段时间后，再把磁极拔出来。(2).除了法拉第外，同时代的其他科学家也对电磁现象做了有意义的探索.请根据所学内容判断，下列实验中是否出现电磁感应现象

6、？并用电磁感应现象的规律简单解释实验现象。①如图所示，安培和德莱里弗将用一根线把一个铜环固定在导线上并悬挂起来，像一个扭称一样，把条形磁铁的磁极移向铜环发现扭称发生了偏转。②亨利在用实验考察绕有不同长度导线电磁铁所产生的磁力大小时，发现当断开与通电线圈相连的开关时，会在开关处产生强烈的电火花。如图所示为根据亭利的论文还原的实验仪器图。【答案】（1）两种情况下都能发生电磁感应现象；其中①是在断开电源的瞬间；②是在条形磁铁的磁极插入圆环的瞬间；7（2）①中发生了电磁感应现象；当条形磁铁的磁极移向铜环时，穿过铜环的磁通量发生变化，于是在铜环中产生感应电流，电流周围产

7、生磁场，与磁铁相互作用而使线圈发生偏转；②中叶发生了电磁感应现象；当断开与通电线圈相连的开关时，通过线圈的电流突然减小，则磁通量减小，于是在线圈中要产生很强的自感电动势阻碍电流的减小，从而产生了电火花。【解析】【详解】（1）两种情况下都能发生电磁感应现象；其中①是在断开电源的瞬间；②是在条形磁铁的磁极插入圆环的瞬间；（2）①中发生了电磁感应现象；当条形磁铁的磁极移向铜环时，穿过铜环的磁通量发生变化，于是在铜环中产生感应电流，电流周围产生磁场，与磁铁相互作用而使线圈发生偏转；②中叶发生了电磁感应现象；当断开与通电线圈相连的开关时，通过线圈的电流突然减小，则磁通量

8、减小，于是在线圈中要产生很强的自感电动