如图所示为一种获得高能粒子的装置．环形区域内存在垂直纸面向外、大小可调的匀强磁场．M、N为两块中心开有小孔的距离很近的极板，板间距离为d，每当带电粒子经过M、N板时，都会被加速，加速电压均为U；每当粒子飞离电场后，M、N板间的电势差立即变为零．粒子在电场中一次次被加速，动能不断增大，而绕行半径R不变．当t=0时，质量为m、电荷量为+q的粒子静止在M板小孔处．
（1）求粒子绕行n圈回到M板时的速度大小v
n；
（2）为使粒子始终保持在圆轨道上运动，磁场必须周期性递增，求粒子绕行第n圈时磁感应强度B
n的大小；
（3）求粒子绕行n圈所需总时间t
总．
考点分析：
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如图所示，EF、GH为光滑平行导轨，间距为L，导轨平面的倾角为θ．L
1、L
2为与导轨垂直的磁场边界，在L
1的上边无磁场，在L
1、L
2之间有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在L
2的下边为垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小也为B，L
1、L
2之间距离为2L．现有一个边长为L的正方形导线框abcd．将导线框从距离磁场边界L
1为x的地方由静止释放，于是导线框沿着导轨向下运动，当导线框的ab边越过边界L
2的瞬间速度大小为v，已知导线框abcd的质量为m，电阻为R，试求：
（1）导线框abcd在通过边界L
2的过程中流过导线框横截面的电荷量是多少；
（2）导线框abcd的通过边界L
1的过程中，导线框产生的焦耳热为多少；
（1）当导线框abcd的ab边越过边界L
2的瞬间加速度大小．
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一个质量为m=60kg的青年参加某卫视的“挑战极限”电视节目，节目要求每个选手要借助一根轻杆越过一条宽为d=3m的水沟，跃上高度为H=1.2m的平台，如图所示．具体要求是：人手握长l=3m的轻质弹性直杆的一端，先助跑一段距离，到达A点时，杆的另一端抵在O点的阻挡物上，接着杆发生形变，同时用脚蹬地，人被弹起，到达最高点B时，杆伸直竖立，人的重心在杆的顶端，此时人放开直杆水平飞出，最终趴落到平台上．不计运动过程中的空气阻力，取g=10m/s
2，试求：
（1）要保证人能趴落到平台上，在最高点飞出时的速度v
B至少多大；
（2）若人在到达最高点B时速度大小取第（1）问中的最小值，那么人运动到B点放手前瞬间，手与杆之间的摩擦力是多大．
（3）如果人在助跑到A点时获得的速度v
A=7m/s，人直立时重心离地的高度为h=0.8m，在第（1）的条件下，人在蹬地弹起的瞬间，人至少要做多功；
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[选做题]本题包括A、B、C三小题，请选定其中两题，并在相应的答题区域内作答．若三题都做，则按A、B两题评分．
A．（模块3-3）
（1）下列说法正确的是
A．当气体被压缩时，分子间距离变小，表现为斥力，所以必需用力才能压缩
B．液晶并不是晶体，但具有晶体一样的光学各向异性
C．迅速压缩气体时，气体温度一定升高
D．一滴油酸酒精溶液体积为V，在水面上形成的单分子油膜的面积为S，则油酸分子的直径
（2）（4分）已知铁的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为N
．试求一块边长为d的正方形铁块中含有铁原子的个数为
．
（3）如图甲所示，筒形绝热气缸平放在水平面上，用绝热的活塞封闭一部分气体．活塞的横截面积为S，质量为m，外界大气压强恒为P
．活塞与气缸之间无摩擦且不漏气，气缸内有一个电阻丝可以给气体加热．现把气缸立起来，如图乙所示，发现活塞下降距离为h，则立起后气缸内气体分子势能
（填“变大”、“变小”或“不变”）；当电阻丝通电后产生的热量为Q时，活塞刚好回到原来的位置处于平衡，则在此过程中，气体内能增加了
．（用题中已知物理量符号表示）
B．（模块3-4）
（1）下列说法正确的是：
A．全息照相利用了光的偏振原理
B．亮度相同的紫光与红光不会发生干涉现象
C．X射线的比紫外线更容易发生干涉现象
D．地面上的人发现，坐在高速离开地球的火箭里的人新陈代谢变慢了，而火箭里的人发现地面上的人新陈代谢也变慢了．
（2）（4分）有一束复色光中含有两种单色光，在真空中a光的波长大于b光的波长．若让此复色光通过半圆形玻璃砖，经过圆心O射向空气，则下列四个光路图中符合实际情况的有：
（3）一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在t=0时刻波刚好传播到x=6m处的质点A，如图所示，已知波的传播速度为48m/s．请回答下列问题：
①从图示时刻起再经过
s，质点B第一次处于波峰；
②写出从图示时刻起质点A的振动方程：
．
C．（模块3-5）（1）下列说法正确的有
A．单色光从光密介质进入光疏介质，光子的能量不变
B．贝克勒尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象，从而揭示出原子核具有复杂结构
C．当氢原子核外电子从第3能级跃迁到第4能级时，氢原子一定吸收能量，电子的动能增大
D．在光电效应实验中，入射光强度越强，产生的光电子初动能就越大
（2）先完成下列核反应方程，再回答题．
1327Al+
24He→
1430Si+
1n+
；
该核反应所属核反应类型是
A．衰变 B．人工转变 C．裂变
（3）光滑水平面上一个质量为0.2kg的小球A，以3m/s的速度与另一个质量为0.4kg的静止小球B发生正碰，碰后小球A的速度大小变为1m/s，与原来速度方向相反，则在碰撞过程中，小球A的动量变化大小为
kg•m/s，碰后小球B的速度大小为
m/s．
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科学探究活动通常包括以下环节：提出问题→作出假设→制定计划→搜集证据→评估交流等．一组同学研究“运动物体所受空气阻力与运动速度关系”的探究过程如下：
A．有同学认为：运动物体所受空气阻力可能与其运动速度有关．
B．他们计划利用一些“小纸杯”作为研究对象，用超声测距仪等仪器测量“小纸杯”在空中直线下落时的下落距离、速度随时间变化的规律，以验证假设．
C．在相同的实验条件下，同学们首先测量了单只“小纸杯”在空中下落过程中不同时刻的下落距离，将数据填入下表中，图（a）是对应的位移一时间图线．然后将不同数量的“小纸杯”叠放在一起从空中下落，分别测出它们的速度一时间图线，如图（b）中图线l、2、3、4、5所示．
D．同学们对实验数据进行分析、归纳后，证实了他们的假设．回答下列提问：
（1）与上述过程中A、C步骤相应的科学探究环节分别是
，
．
（2）图（a）中的AB段反映了运动物体在做
运动．
（3）图（b）中各条图线具有共同特点，“小纸杯”在下落的开始阶段做加速度越来越
（填“大”或“小”），速度越来越
（填“大”或“小”）的运动，最后“小纸杯”做
运动．
（4）比较图（b）中的图线l和5，指出在1.0～1.5s时间段内，速度随时间的变化特点有什么差异：
．
| 时间（s） | 下落距离（m） |
| 0.0 | 0.000 |
| 0.4 | 0.036 |
| 0.8 | 0.469 |
| 1.2 | 0.957 |
| 1.6 | 1.447 |
| 2．O | x |
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要精确测量一个阻值约为3Ω的电阻R
x，实验室提供了下列器材：
电流表mA，量程为150mA，内阻r
1约为2Ω
电流表μA，量程为500μA，内阻为r
2=750Ω
电压表V，量程为3V
电池，E=1.5V，内阻较小
变阻器R
，最大阻值约为10Ω
开关S，导线若干
（1）请选用上述器材，设计一个测定电阻R
x的电路图，画在上面的虚线框内，要求标明选用器材的符号；
（2）根据你设计的电路图，将实物连成实验电路．
（3）本实验中存在系统误差，该误差的来源是：
．
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