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    如图a所示的直线加速器能用来同时加速正、负电子，加速器由电子发生器E、长度l不同的金属圆筒P1、P2、P3…组成，圆筒P的轴线上开有小孔供电子通过，圆筒间隔地接在电极a、b上，b板接地，在两电极a间加上如图b所示交变电压，使相邻两圆筒的缝隙间电势差为U0，电子每经过两圆筒间的缝隙时都会被加速一次．已知加速器有n个圆筒，交变电压的变化周期为T0，正、负电子的质量为m，电荷量为e和-e，电子发生器E分别在t1=
    T0
    4
    、t2=
    3T0
    4
    两时刻短时（△t内，△t?T0）产生两次正、负电子束，忽略电子间的相互作用、电子的初速度和电子在两个圆筒的缝隙间加速的时间，求：
    （1）正、负电子经加速后的最大速度v+、v-；
    （2）正、负电子从加速器射出的时间差；
    （3）忽略圆筒间缝隙的距离，求满足（1）时圆筒长度l之比l1：l2：l3：…应满足的条件．
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    分析：1、正、负电子均经过n次加速后才从加速器射出，根据动能定理有eU0?n=
    1
    2
    m
    v
    2
    +
    ，化简可得正负电子最终获得的速度相同．
    2、t1时刻E正P1负，在E、P1之间加速正电子，t2时刻在E、P1之间加速负电子，且正、负电子在加速器中运动的时间相同，故射出的时间差即为t2-t1．
    3、由于金属圆筒的静电屏蔽作用，筒内场强为零，电子在每个圆筒中都做匀速运动，要使电子每经过两筒缝隙时都能被加速，根据动能定理计算出加速后的速度，运动时间应满足t=
    T0
    2
    ，计算出电子经过经过每一个筒的位移，找出规律．
    解答：解：（1）正、负电子均经过n次加速后才从加速器射出，故eU0?n=
    1
    2
    m
    v
    2
    +

    v+=v-=
    2neU0
    m

    （2）t1时刻E正P1负，在E、P1之间加速正电子，则t2时刻在E、P1之间加速负电子，
    且正、负电子在加速器中运动的时间相同，
    因此射出的时间差即为△t=t2-t1=
    3T0
    4
    -
    T0
    4
    =
    T0
    2

    （3）由于金属圆筒的静电屏蔽作用，筒内场强为零，电子在每个圆筒中都做匀速运动，
    要使电子每经过两筒缝隙时都能被加速，运动时间应满足t=
    T0
    2

    电子第一次被加速后的速度即通过P1时的速度，
    因此l1=v1t=
    2eU0
    m
    ?
    T0
    2

    同理可得 l2=v2t=
    2?2eU0
    m
    ?
    T0
    2

    l3=v3t=
    2?3eU0
    m
    ?
    T0
    2

    …
    解得 l1：l2：l3…ln=1：
    		2
    ：
    		3
    …
    		n

    答：（1）正、负电子经加速后的最大速度v+=v-=
    2neU0
    m
    ；
    （2）正、负电子从加速器射出的时间差为
    T0
    2
    ；
    （3）忽略圆筒间缝隙的距离，则满足（1）时圆筒长度l之比l1：l2：l3：…应满足的条件：l1：l2：l3…ln=1：
    		2
    ：
    		3
    …
    		n
    ．
    点评：本题主要考查带点粒子在交变电场中的运动，要主要分析清楚粒子的运动过程，会根据动能定理计算加速度后的速度．本题综合性较强，有一定的难度．
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    （1）如图a所示的实验装置：小球A沿竖直平面内的轨道滑下，轨道末端水平，A离开轨道末端时撞开轻质接触式开关S，被电磁铁吸住的小球B同时从同一高度自由下落．改变整个装置的高度H做同样的试验，发现位于同一高度的A、B总是同时落地，该实验现象说明了A球在离开轨道后
    C
    C

    A．水平方向的分运动是匀速直线运动
    B．水平方向的分运动是匀加速直线运动
    C．竖直方向的分运动是自由落体运动
    D．竖直方向的分运动是匀速直线运动
    （2）在某次实验中，测得小球A的平抛运动轨迹如图b所示，已知0点是平抛运动的出发点，x1=32cm，y1=20cm，则可以计算出小球A离开轨道做平抛运动的初速度v0=
    1.6
    1.6
    m/s；若y2=45cm，则x2=
    48
    48
    cm．

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    红蜡块能在玻璃管的水中匀速上升，若红蜡块在玻璃管中匀速上升的同时，使玻璃管水平向右做直线运动，已知红蜡块实际运动的轨迹为如图虚线所示的直线，由此可判断玻璃管的运动情况是（    ）

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    C．向右减速D．可能加速、减速或匀速

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    科目：高中物理 来源：2015届江苏宿迁青华中学高一下学期期中考试物理试卷（解析版） 题型：选择题

    红蜡块能在玻璃管的水中匀速上升，若红蜡块在玻璃管中匀速上升的同时，使玻璃管水平向右做直线运动，已知红蜡块实际运动的轨迹为如图虚线所示的直线，由此可判断玻璃管的运动情况是（    ）

    A．向右匀速                             B．向右加速

    C．向右减速                             D．可能加速、减速或匀速

     

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    （1）如图a所示的实验装置：小球A沿竖直平面内的轨道滑下，轨道末端水平，A离开轨道末端时撞开轻质接触式开关S，被电磁铁吸住的小球B同时从同一高度自由下落．改变整个装置的高度H做同样的试验，发现位于同一高度的A、B总是同时落地，该实验现象说明了A球在离开轨道后______
    A．水平方向的分运动是匀速直线运动
    B．水平方向的分运动是匀加速直线运动
    C．竖直方向的分运动是自由落体运动
    D．竖直方向的分运动是匀速直线运动
    （2）在某次实验中，测得小球A的平抛运动轨迹如图b所示，已知0点是平抛运动的出发点，x1=32cm，y1=20cm，则可以计算出小球A离开轨道做平抛运动的初速度v0=______m/s；若y2=45cm，则x2=______cm．
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