山西省2024年初中学业水平模拟考试（二）物理

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山西省2024年初中学业水平模拟考试（二）物理试卷答案

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16.(15分)如图甲为一个粒子加速装置,该装置由多个横截面积相同的金属圆筒依次排列,其中心轴线在同一直线上,序号为奇数的圆筒和交变电源的一个极相连,序号为偶数的圆筒和该电源的另一个极相连,交变电源的变化规律如图乙,U=5V,,周期T=0.02s。t=0时刻比荷为qm=110^8C/kg的带负电的粒子从序号为0的金属板的中央静止开始加速,沿中心轴线冲进圆筒1,,粒子在圆筒内匀速运动,通过改变圆筒长度,让粒子在圆筒间的间隙中都恰好加速,粒子通过圆筒间隙的时间可以忽略不计,当圆筒数量n=10时,加速后的粒子以v0从F点垂直AB水平射入电场如图丙,恰好打在CD边上,立方体空间存在竖直向上的电场E=110^3N/C,,不计粒子的重力及粒子相互间的作用力,求:(1)粒子经过加速装置后,射入电场的速度v0和第10个圆筒的长度;(2)立方体的边长。

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