2012昌平二模物理部分
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海淀区高三年级第二学期期末练习物理参考答案2012/5/8Ⅰ卷选择题13.关于物理学发展史上的一些重大事件,下列说法中正确的是A.普朗克为解释光电效应实验现象提出了光子说B.卢瑟福为解释 粒子散射实验现象提出了原子核式结构学说C.贝克勒尔在研究天然放射现象的基础上大胆地预测原子核由质子和中子组成D.麦克斯韦的电磁理论认为,任何变化的电场周围一定产生变化的磁场14.下列说法中正确的是A.我们观察到的太阳光谱是明线光谱B.红光和紫光从水中射向空气时,紫光发生全反射的临界角比红光的大C.紫外线比红外线的频率高,所以紫外线的热效应比红外线的热效应更显著D.单个原子跃迁发光的过程中,发出紫光的原子比发出红光的原子能量变化大15.随着航天技术的发展,在地球周围有很多人造飞行器,其中有一些已超过其设计寿命且能量耗尽。
每到太阳活动期,地球的大气层会变厚,这时有些飞行器在大气阻力的作用下,运行的轨道高度将逐渐降低(在其绕地球运动的每一周过程中,轨道高度变化很小均可近似视为匀速圆周运动)。
为了避免飞行器坠入大气层后对地面设施及人员造成安全威胁,人们设想发射导弹将其在运行轨道上击碎。
具体设想是:在导弹的弹头脱离推进装置后,经过一段无动力飞行,从飞行器后下方逐渐接近目标,在进入有效命中距离后引爆弹头并将该飞行器击碎。
对于这一过程中的飞行器及弹头,下列说法中正确的是A.飞行器轨道高度降低后,它做圆周运动的速率变大B.飞行器轨道高度降低后,它做圆周运动的周期变大C.弹头在脱离推进装置之前,始终处于失重状态D.弹头引爆前瞬间,弹头的加速度一定小于此时飞行器的加速度16.“蹦极”运动是勇敢者的运动。
蹦极运动员将弹性长绳(质量忽略不计)的一端系在双脚上,另一端固定在高处的跳台上,运动员无初速地从跳台上落下。
若不计空气阻力,对于运动员的第一次下落过程,以下说法中正确的是A.弹性绳开始对运动员施力后,运动员立即开始做减速运动B.从弹性绳开始对运动员施力至运动员所受重力与弹性绳对他的弹力相等的过程中,运动员的重力势能与弹性绳的弹性势能之和不断增大C.整个下落过程中,重力对运动员的冲量大小等于弹性绳弹力对运动员的冲量大小D.整个下落过程中,重力对运动员所做的功小于运动员克服弹性绳弹力所做的功17.在光滑水平面上放有一根平直的弹性轻质长绳,绳上从左向右均匀分布有一系列质点1,2,3,……,相邻两个质点间的距离均为0.10m。
2012二模23题汇总东城23.如图11所示电路,滑动变阻器的最大阻值为R 2=30Ω,灯上标有“3V 3W ”字样,电源电压及灯L 的电阻保持不变。
当S 1、S 2闭合S 3断开、且滑片滑到a 端时,电流表A 1、A 2的示数之比是3:1;当S 1、S 2断开S 3闭合,且滑片P 置于变阻器的中点时,灯刚好正常发光。
通过调节开关的通断和变阻器滑片的位置,可使整个电路消耗的电功率最小,此最小电功率值是 W 。
(保留两位小数)西城23.如图10所示,顶面带有光滑凹槽的轻质杠杆AB 可以绕支点O 转动,杠杆的A 端用细线沿竖直方向连接在地板上,OB =0.5m ,在杠杆的B 端悬挂一个密度为0.8×103kg/m 3的圆柱体M 。
地板上有一个盛满水的容器。
在圆柱体M 体积的1/3浸入水中时,从容器内溢出0.4N 的水,杠杆在水平位置平衡。
此时让一个质量为200g 的小球从B 点沿凹槽向A 端匀速运动,经过4s 的时间,系在A 端细线的拉力恰好等于0N 。
若整个过程中杠杆始终保持水平平衡,则小球的运动速度为 m/s 。
(g 取10N/kg )海淀23.将一轻质弹簧的两端分别固定在正方体物体A 、B 表面的中央,把正方体物体B 放在水平桌面上,当物体A 、B 静止时,弹簧的长度比其原长缩短了5cm ,如图7甲所示。
现将物体A 、B 上下倒置,并将它们放入水平桌面上的平底圆柱形容器内,使物体A 与容器底接触(不密合),再向容器中缓慢倒入一定量的某种液体,待物体A 、B 静止时,物体B 上表面与液面平行,且有14体积露出液面,此时容器底对物体A 的支持力为1 N 。
已知物体A 、B 的边长分别为5cm 、10cm ,物体A 、B 的密度之比为16:1,圆柱形容器的底面积为150cm 2,弹簧原长为10cm ,弹簧所受力F 的大小与弹簧的形变量Δx (即弹簧的长度与原长的差值的绝对值)的关系如图7乙所示。
昌平区2011—2012学年第二学期初三年级第二次统一练习物理试卷2012.6题2分)1.下列物理量中,以科学家的名字焦耳作为单位的物理量是A.功 B.功率 C.电阻 D.电流2.图1所示的四种现象中,属于光的直线传播的是3. 下列用品中,通常情况下属于导体的是A.玻璃杯B.塑料盆C.金属勺D.干木棒4.下列现象与物态变化对应正确的是A.灯泡用久了,灯丝会变细——熔化B.晒在太阳下的湿衣服变干——液化C.擦在皮肤上的酒精很快干了一一汽化D.水正在慢慢地结冰——凝华5.下列用电器中,可以将电能转化为机械能的是A.电饭锅B.洗衣机C. 电热水壶D.电热毯6. 图2所示的四个实例中,目的是为了减小压强的是7.西部首列“和谐号”动车组列车于2009年9月正式开始运营,给成渝市民提供了新的更加快捷与舒适的出行方式。
当动车组列车以速度200km/h 驶过时,铁路两侧各3m 范围内会产生8级风力,即使只是在路边,也可能将人卷到铁轨上,所以千万不要太靠近高速行驶的列车。
这是因为高速行驶的列车与路边行人之间的A .空气流速小,压强大B .空气流速小,压强小C .空气流速大,压强大D .空气流速大,压强小8.为了研究问题的方便,物理学家创造性地引入了一系列科学概念,例如:①在研究光的传播时引入了“光线”;②在研究人类听觉范围时引入了“超声”;③在研究物质导电性时引入了“绝缘体”;④在研究磁场时引入了“磁感线”。
其中属于科学家假想而实际并不存在的是A .光线 超声B .绝缘体 磁感线C .光线 磁感线D .超声 绝缘体 9.关于声现象,下列说法中不正确的是A .“闻其声而知其人”主要是根据音色来判断的B .公路旁安装隔音墙是为了在传播路径上减弱噪声C .课堂上能听到老师讲课声,是由于空气能够传声D .用大小不同的力先后敲击同一音叉,音叉发声的响度相同 10. 潜水员完全进入水中后,在继续下潜的过程中,他所受到的A.浮力逐渐增大,压强逐渐增大B.浮力逐渐增大,压强逐渐减小C.浮力不变,压强逐渐增大D.浮力不变,压强不变11.如图3所示,将光敏电阻 R 、定值电阻 R 0、电流表、电压表、开关和电源连接成如图3所示电路.光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小.闭合开关,逐渐增大光敏电阻的光照强度,观察电表示数的变化情况应该是 A .电流表和电压表示数均变小 B .电流表示数变大,电压表示数变小 C .电流表示数变小,电压表示数变大D .电流表和电压表示数均变大 12.如图4甲所示,一物体放在水平地面上静止,受到水平的力F作用时,开始计时,F 的大小和方向随时间变化,在0~6s 时间内,力F 方向水平向右,F 的大小与时间t 的关系如图乙所示,在0~6S 时间内,物体运动速度ν与时间t 的关系如图4丙所示,则下列说法正确的是A.在4~6s 时间内,力F 做功的功率为16WB. 若在第6s 末开始施加水平向左,大小为6N 的力F ,物体所受合力大小为6N ,物体将沿水平地面向左做加速直线运动C. 若在第6s 末开始施加水平向左,大小为6N 的力F ,物体所受合力大小为2N ,物体将12 3丙F甲图42 4 6乙先沿水平地面向右做减速运动,最后静止在水平面上D. 若在第6s末开始施加水平向左,大小为6N的力F,物体所受合力大小先为10N,物体先沿水平地面向右做减速运动,然后物体所受合力大小为2N,再沿水平地面向左做加速运动二、多项选择题(下列各小题均有四个选项,其中符合题意的选项均多于一个。
北京市昌平区中考理综物理二模试卷姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、单选题 (共16题;共32分)1. (2分) (2018八上·伊春月考) 下列现象中,不可说明光是直线传播的是()A . 影子B . 小孔成像C . 日食的形成D . 看见水中的鱼2. (2分)(2019·冠县模拟) 关于能源、信息和材料,下列说法中正确的是()A . LED灯核心元件发光二极管是由超导材料制成的B . “北斗”导航系统是利用超声波进行定位和导航的C . 卫星通信、移动通信是利用电磁波来传递信息的D . 太阳能、风能、核能都是可再生能源3. (2分) (2016八·宿豫月考) 一凸透镜焦距在10cm与15cm之间,当物体距凸透镜的距离为25cm时,所成的像一定是()A . 放大的B . 缩小的C . 正立的D . 倒立的4. (2分)汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分,汽车多数采用汽油机作为发动机,如图是四冲程汽油机的工作循环示意图,下列说法中不正确的是A . 甲冲程是把机械能转化为内能B . 乙冲程是排气冲程C . 丙冲程是把机械能转化为内能D . 丁冲程是吸气冲程5. (2分) (2019八上·仁寿期中) 缺水地区的冬季,当地有些居民靠取冰雪来获得生活用水。
如图所示是将一定质量的冰雪,从﹣20℃加热到沸腾过程,温度随时间变化的图象(不考虑水中有杂质产生的影响),下列对图象分析正确的是()A . 冰的熔点是0℃,水的沸点是100℃B . 冰的熔化过程需4minC . 冰熔化和水沸腾过程中都吸热且温度不变D . 图象中的BC段,物质只是以液态方式存在6. (2分)在下列四种情况中,(a)在光滑地板上匀速滚动的小球;(b)正在下落的石块;(c)天花板下的电灯;(d)用力推物体、推不动。
属两力平衡的是()A . (a)(d)B . (a)(c)C . (b)(d)D . (c)(d)7. (2分) (2019九上·南山期末) 请根据下图所示,判断甲、乙两船的运动情况()A . 甲船可能向右运动,乙船可能静止B . 甲船可能向右运动,乙船一定向左运动C . 甲船一定向右运动,乙船可能向左运动D . 甲船一定向右运动,乙船一定向左运动8. (2分)(2020·滨海模拟) 如图为研究二力平衡条件的实验装置,若此时小车保持静止,下列操作中仍能使小车保持静止的是()A . 将小车转动一个角度后释放B . 同时在两边的盘子中增加相同的砝码C . 将小车沿垂直拉的方向移动一段距离后释放D . 在左边的盘子里再加一个砝码,而右边的盘子不增加砝码9. (2分)以下力学知识说法中正确的是()A . 无人机沿水平方向匀速飞行喷洒农药时动能不变,重力势能不变B . 载重卡车轮子又多又宽是为了增大受力面积,减小压力C . 轮船从长江驶入大海时,船身会下沉一些D . 汽车急刹车时留下的刹车痕迹表明用滑动代替滚动可以增大摩擦10. (2分)如图所示,杠杆处于平衡状态,当两边同时减掉一个钩码后,则()A . 杠杆仍平衡B . 左边钩码向左移一格,杠杆可平衡C . 右边钩码向右移,杠杆可平衡D . 两边钩码都向支点移动一个格,杠杆可平衡11. (2分)(2016·德州) 如图所示的电路中,电源电压和灯泡电阻都保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P由中点向右移动时,下列判断正确的是()A . 电压表和电流表的示数都增大,电路总功率变大B . 电压表和电流表的示数都减小,电路总功率变小C . 电流表示数增大,电压表示数变大,灯泡变亮D . 电流表示数变小,电压表示数不变,灯泡亮度不变12. (2分) (2020八下·江阴期末) 如图所示,将气球在衣袖上摩擦几下,然后让它靠近(但不要接触)从水管中流出来的一小束水流,水流被吸引而发生弯曲,这是因为()A . 气球带电吸引细小水流B . 气球和水流带同种电荷C . 气球和水流带异种电荷D . 气球和水流分子间存在斥力13. (2分)(2019·中原模拟) 空调扇因具有“送风、加湿和降温”等功能而成为人们夏季消暑纳凉的常用电器。
北京市西城区2012年高三二模试卷物理试题参考答案 2012.513.B 14.D 15.C 16.D 17.A 18.B 19.B 20.C21.(18分)(1)①匀速直线 远小于②0.343③A(2)①如图所示②增大 增大③0.81(0.80—0.82)0.62(0.60—0.64)评分说明:本题共18分。
第(1)题中第①小题每空1分,第②和③小题各2分。
第(2)题中第①小题3分;第②小题中每空2分;第③小题中第一个空2分,第二个空3分。
22.(16分)(1)小球所受的电场力mg Eq F 43==(2)根据平行四边形定则 mg Eq mg F 45)()22=+=(合 根据牛顿第二定律 ma F =合图2所以,小球的加速度g a 45=(3)根据动能定理 0212-=-mv Eql mgl 解得 22glv =评分说明:本题共16分。
第(1)问4分;第(2)问6分;第(3)问6分23.(18分)(1)总效率%100⨯=总有用E E η71%% 1001410=⨯= (2)能用于发电的水的总质量V m ρ= 所以,能用于发电的水的最大重力势能)2(P d H Vg mgh E -==ρ (3)a .当输电电压为U 时,输电电流U P I =所以,损失功率R UP R I P 22)(==∆ 所以,输电电压的最小值P R PU ∆= b .增大输电导线的横截面积;改用电阻率小的输电导线;提高输电电压。
评分说明:本题共18分。
第(1)问4分;第(2)问6分;第(3)问8分。
24.(20分)(1)对物体B 受力分析如图1所示,根据共点力平衡条件 T 1=m 3g ① 对物体A 和木板组成的整体受力分析如图2所示 根据共点力平衡条件得 F 1=T 1 ② 代入数据,由①、②得 F 1=10N(2)运动过程中,三个物体的加速度大小相等,设加速度大小为a 。
对物体B 受力分析如图3所示,根据牛顿第二定律 T 2–m 3g = m 3a ③ 对物体A 受力分析如图4所示, 根据牛顿第二定律 f –T 2 = m 2a ④ 此时,f =μm 2g ⑤ 代入数据,由③、④、⑤式得a =2.0m/s 2 对木板受力分析如图5所示,T 1 m 3g B图1 图2图4 T 2 m 3g B 图3 fF 2 图5a根据牛顿第二定律 F 2–f = m 1a ⑥将加速度代入⑥式得 F 2= 60N(3)由于木板与物体A 之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,物体A 、B 运动的加速度与(2)中的加速度相等。
北京市朝阳区2011-2012学年度高三年级第二次综合练习13.“国际热核聚变实验堆(ITER )计划”是目前全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一。
某热核聚变反应方程为23411120H +H He +n →,相关的原子核或核子质量如下表,该反应中放出的能量为A .212341()2m m m m c +--B .234121()2m m m m c +--C .21234()m m m m c +--D .23412()m m m m c +--14.如图所示,两束不同的单色细光束a 、b ,以不同的入射角从空气射入玻璃三棱镜中,其出射光恰好合为一束。
以下判断正确的是 A .在同种介质中b 光的速度较大B .若让a 、b 光分别从同种玻璃射向空气,b 光发生全反射的临界角较大C .若让a 、b 光分别通过同一双缝装置,在同位置的屏上形成干涉图样,则b 光条纹间距较大D .若让a 、b 光分别照射同种金属,都能发生光电效应,则b 光照射金属产生光电子最大初动能较大15.为了科学研究的需要,常常将带电粒子储存在圆环形状空腔中,圆环状空腔置于一个与圆环平面垂直的匀强磁场中,如图所示。
如果磁场的磁感应强度为B ,质子(11H )和α粒子(42He )在空腔中做圆周运动的轨迹相同,质子和α粒子在圆环空腔中运动的速率分别为v H 和v α,运动周期分别为T H 和T α,则以下判断正确的是 A .v H ≠v α;T H ≠T α B .v H =v α;T H =T α C .v H =v α;T H ≠T αD .v H ≠v α;T H =T α 16.如图所示,一自耦变压器(可看做理想变压器)输入端AB 间加一正弦式交流电压,在输出端CD 间接灯泡和滑动变阻器。
转动滑片P 可以改变副线圈的匝数,移动滑片Q 可以改变接入电路电阻的阻值。
则 A .只将P 顺时针转动,灯泡变亮 B .只将P 逆时针转动,灯泡变亮 C .只将Q 向上移动,灯泡变亮 D .只将Q 向下移动,灯泡变亮 17.如图甲所示,一列沿x 轴正方向传播的简谐横波,O 点为振源,P 点到O 点的距离l =10m 。
昌平二模物理答案1、60.黑色表面的物体对热辐射的吸收本领比白色表面的物体强,那么,炎热的夏天在太阳下和在屋子里,应该()[单选题] *A.穿深色的衣服比较凉快B.穿白色的衣服比较凉快C.太阳下穿白色衣服,屋子里穿深色衣服比较凉快(正确答案)D.穿任何颜色的衣服都一样凉快2、3.关于声现象,下列说法正确的是()[单选题] *A.声音在各种介质中的传播速度均是340m/sB.音乐厅内,观众能够根据响度来辨别不同的演奏乐器C.悦耳动听的音乐不可能是噪声D.住宅楼安装双层玻璃窗是在传播过程中减弱噪声的(正确答案)3、50.下列现象中与电视机的荧光屏表面常沾有许多灰尘的物理道理相同的是()[单选题] *A.塑料梳子梳头发,头发变得蓬松B.冬天脱毛衣时产生电火花C.塑料泡沫容易吸在化纤衣服上(正确答案)D.油罐车后拖有长长的铁链4、42.下列场景与所蕴含的物理知识对应完全正确的是()[单选题] *A.体育训练后满头大汗,回到教室不停扇风——提高液体温度加快蒸发B.手拿着一瓶冰冻矿泉水,一段时间后冰减少,手感到凉——熔化吸热(正确答案) C.清晨操场边的双杠上铺满了一层霜——霜是水蒸气凝固形成的D.戴眼镜的小卉从寒冷教室外走进温暖的教室内,眼镜镜片模糊不清——汽化放热5、下列事例中,属于用热传递的方式改变物体内能的是()[单选题]A.用锯条锯木头,锯条温度升高B.用炉灶烧水,水温升高(正确答案)C.气缸内气体被压缩,温度升高D.用力搓手,手会发热6、61.关于微观粒子的发现与提出,下列说法正确的是()[单选题] *A.电子是英国物理学家卢瑟福发现的B.原子的核式结构模型是盖尔曼提出的C.中子是由查德威克发现的(正确答案)D.夸克是比中子、质子更小的微粒,是由英国物理学汤姆生提出的7、2.地球在吸引物体的同时,也被物体吸引.[判断题] *对(正确答案)错8、3.对匀减速直线运动,公式v2-v02=2ax中的a必须取负值.[判断题] *对错(正确答案)9、下列估测最接近实际情况的是()[单选题]A.一个鸡蛋的质量约为500gB.教室里课桌的高度约为8m(正确答案)C.一支普通牙刷的长度约为40cmD.做一遍眼保健操的时间约为20min10、36.关于热现象和热学规律﹐下列说法正确的是()*A.布朗运动表明,构成悬浮微粒的分子在做无规则运动B.两个分子的间距从极近逐渐增大到10ro的过程中,分子间的引力和斥力都在减小(正确答案)C.热量可以从低温物体传递到高温物体(正确答案)D.物体的摄氏温度变化了1℃,其热力学温度变化了273KE:两个分子的间距从极近逐渐增大到10ro的过程中,它们的分子势能先减小后增大。
高考母题解读高考题千变万化,但万变不离其宗。
千变万化的新颖高考题都可以看作是由母题衍生而来。
研究高考母题,掌握母题解法规律,使学生触类旁通,举一反三,可使学生从题海中跳出来,轻松备考,事半功倍。
母题10、回旋加速器【解法归纳】回旋加速器是加速带电粒子的装置,离子由加速器的中心附近进入加速器,经过回旋加速后从加速器的边缘出加速器,离子通过电场加速从电场中获得能量。
回旋加速器粒子运动周期与狭缝上所加交变电压的周期相等。
回旋加速器狭缝所加交变电压的周期等于粒子做匀速圆周运动的周期,粒子回旋一周加速两次。
由可知粒子加速后的最大动能E km=,与加速电压无关。
典例(2011天津理综卷)回旋加速器在核科学、核技术、核医学等高新技术领域得到了广泛应用,有力地推动了现代科学技术的发展。
(1)当今医学影像诊断设备PET/CT堪称“现代医学高科技之冠”,它在医疗诊断中,常利用能放射正电子的同位素碳11作为示踪原子。
碳11是由小型回旋加速器输出的高速质子轰击氮14获得,同时还产生另一粒子,试写出核反应方程。
若碳11的半衰期τ为20min,经2.0h剩余碳11的质量占原来的百分之几?(结果取2位有效数字)(2)回旋加速器的原理如图,D1和D2是两个中空的半径为R的半圆金属盒,它们接在电压一定、频率为f的交流电源上。
位于D1圆心处的质子源A能不断产生质子(初速度可以忽略,重力不计),它们在两盒之间被电场加速,D1、D2置于与盒面垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中。
若质子束从回旋加速器输出时的平均功率为P,求输出时质子束的等效电流I与P、B、R、f的关系式(忽略质子在电场中的运动时间,其最大速度远小于光速)(3)试推理说明:质子在回旋加速器中运动时,随轨道半径r的增大,同一盒中相邻轨道的半径之差△r是增大、减小还是不变?【解析】(1)核反应方程为①设碳11原有质量为m0,经过t1=2.0h剩余的质量为m r,根据半衰期定义有②设在t时间内离开加速器的质子数为N,则质子束从回旋加速器输出时的平均功率⑥输出时质子的等效电流⑦由上述各式得⑧若以单个质子为研究对象解答过程正确的同样得分。
2012昌平高二(上)期末物理一.单项选择题.本题共12小题,每小题4分,共48分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题意,选对得4分,选错或不答的得0分.1.(4分)物理学的基本原理在生产生活中有着广泛应用.在下面器件中,利用电磁感应原理工作的是()A.回旋加速器B.电磁炉C.质谱仪D.示波管2.(4分)关于电场中的电场强度和电势,下列说法正确的是()A.电场强度大的地方,电势一定高B.等势面上各点的电场强度大小一定相等C.等势面一定跟电场线垂直D.沿着电场线的方向,电场强度逐渐增大3.(4分)对于电容器的电容,下列说法正确的是()A.电容器两板间电压越大,电容就越大B.电容器两板间电压减小到原来的一半,它的电容就增加到原来的2倍C.电容器所带电量增加1倍,电容也增加1倍D.平行板电容器电容大小与两板正对面积、两板间距离及两板间电介质的相对介电常数有关4.(4分)关于电源电动势的说法,不正确的是()A.电动势是表征电源把其他形式的能转变为电能的本领的一个物理量B.由于内外电路上的电压随外电路电阻的改变而改变,因此,电源电动势跟外电路电阻有关C.外电路接通时,电源电动势等于内、外电路上的电压之和D.电动势在数值上等于外电路断开时两极间的电压,亦等于电路中通过1C电荷量时,电源所提供的能量5.(4分)如图1所示,有一正方形闭合线圈,在足够大的匀强磁场中运动.下列四个图中能产生感应电流的是图()A.此图矩形线圈平行于磁场向右平移B.此图矩形线圈垂直于磁场向右平移C.此图矩形线圈绕水平轴OO′匀速转动D.此图矩形线圈绕竖直轴OO′匀速转动6.(4分)如图所示,真空中固定两个点电荷Q1和Q2,Q1带正电、Q2带负电,且Q2=4Q1.现再取一个可自由移动的正点电荷q放在Q1与Q2连线上,欲使q静止,那么()A.q应放在Q1的左边 B.q应放在Q2的右边C.q应放在Q1、Q2之间D.q无法保持静止7.(4分)某电场中的电场线分布如图所示,A、B为电场中两点,一正电荷放于A、B两点时,受到电场力大小分别为F A和F B,电势能分别为E PA和E PB,则()A.F A>F B,E PA>E PB B.F A<F B,E PA<E PBC.F A<F B,E PA>E PB D.F A>F B,E PA<E PB8.(4分)在如图所示的电路中,输入电压U恒为8V,灯泡L标有“3V,6W”字样,电动机线圈的电阻R M=1Ω.若灯泡恰能正常发光,下列说法正确的是()A.电动机的输入电压是8V B.电路中的电流是3.2AC.电动机消耗的热功率是4W D.电动机的输出功率是10W9.(4分)在如图所示的电路中,闭合电键S,将滑动变阻器滑片P向a端移动一段距离后,下列结论正确的是()A.灯泡L变亮B.电流表读数变大C.电压表读数变小D.电容器C上的电荷量增多10.(4分)如图所示,两根通电的长直导线垂直于纸面平行放置,电流分别为I1和I2,且I1=I2,电流的方向如图所示,O点位于两导线连线的中点.则()A.O点磁感应强度大小为零B.O点磁感应强度大小不为零C.I1和I2之间为引力 D.I1和I2之间无作用力11.(4分)1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖.若一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示,则下列说法中正确的是()A.该束带电粒子带负电B.速度选择器的P1极板带负电C.在B2磁场中运动半径越大的粒子,质量越大D.在B2磁场中运动半径越大的粒子,比荷越小12.(4分)如图所示,用一种新材料制成一闭合线圈,当它浸入液氮中时,会成为超导体,这时手拿一永磁体,使任一磁极向下,放在线圈的正上方,永磁体便处于悬浮状态,这种现象称为超导体磁悬浮.关于这一现象,下列说法正确的是()A.当永磁体的N极向下时,通过线圈的感应电流的方向为a→b→c→d→a,线圈与磁铁相互排斥B.当永磁体的N极向下时,通过线圈的感应电流的方向为a→d→c→b→a,线圈与磁铁相互排斥C.当永磁体的S极向下时,通过线圈的感应电流的方向为a→b→c→d→a,线圈与磁铁相互吸引D.当永磁体的S极向下时,通过线圈的感应电流的方向为a→d→c→b→a,线圈与磁铁相互吸引二.实验题.本题共2小题,共16分.13.(6分)一只表头的满偏电流I g=1mA,内阻r g=30Ω,现将表头改装成安培、伏特两用表,如图所示,R1=0.05Ω,R2=2.97kΩ.(1)闭合电键S,接入Oa两端时是表,量程为;(2)断开电键S,接入Ob两端时是表,量程为.14.(10分)某同学要测绘规格为“2.8V 1.5W”的小灯泡的I﹣U曲线.除导线和开关外还备有以下器材可供选择:A.电流表(量程0.6A,内阻约为1Ω)B.电流表(量程3.0A,内阻约为0.2Ω)C.电压表(量程3.0V,内阻约为5kΩ)D.电压表(量程15.0V,内阻约为15kΩ)E.滑动变阻器(最大阻值为200Ω,额定电流100mA)F.滑动变阻器(最大阻值为10Ω,额定电流1.0A)G.电源(电动势为3.0V,内阻约为0.2Ω)(1)实验中所用的电流表应选;电压表应选;滑动变阻器应选.(填器材前面的字母)(2)为使实验误差尽可能小,下图中列出了四个实验电路图,应选择.(3)某同学按正确的实验电路连接完成,所加的电压U逐渐增大到2.8V,在此过程中电压U和电流I的关系可以用图象表示,在下图中符合实际的是.三.论述计算题.本题共4小题,共36分,解答时写出必要的文字说明、公式或表达式.有数值计算的题,答案必须明确写出数值和单位.15.(9分)在如图所示的电路中,电源的电动势E=6.0V,内电阻r=2.0Ω,外电路的电阻R1=12.0Ω,R2=4.0Ω.闭合开关S.求:(1)电路中的总电流I;(2)电路的路端电压U;(3)电源的输出功率P.16.(9分)在空间内存在着匀强电场,电场中各等势面为竖直面,它们之间的距离d=1m,各等势面的电势已在图中标出,如图所示.一个质量为m=0.01kg的带电小球,以速度v0=2m/s射入电场,v0与水平方向成45°角斜向上,已知小球在电场中做直线运动,重力加速度g取10m/s2.求:(1)在图中画出匀强电场的电场线,并求出电场强度E;(2)小球应带什么电荷?电荷量是多少?(3)小球沿v0方向能走多远?(电场足够大)17.(9分)1932年,劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器.回旋加速器的工作原理如图(甲)所示,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有高频交变电压.图(乙)为俯视图,在D型盒上半面中心S处有一正粒子源,它发出的带电粒子,经狭缝电压加速后,进入D型盒中,在磁场力的作用下运动半周,再经狭缝电压加速;为保证粒子每次经过狭缝都被加速,应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,最后到达D型盒的边缘,获得最大速度后射出.置于高真空中的D形金属盒的最大轨道半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计.粒子源S射出的是质子流,初速度不计,D形盒的交流电压为U,静止质子经电场加速后,进入D形盒,磁场的磁感应强度B,质子的质量为m,电量为q,求:(1)质子最初进入D形盒的动能多大?(2)质子经回旋加速器最后得到的动能多大?(3)要使质子每次经过电场都被加速,则加交流电源的周期是多少?18.(9分)如图所示,MN与PQ是两条水平放置彼此平行的光滑金属导轨,导轨间距为l=0.5m.质量m=1kg,电阻r=0.5Ω的金属杆ab垂直跨接在导轨上,匀强磁场的磁感线垂直纸面向里,磁感应强度的大小为B=2T,导轨左端接阻值R=2Ω的电阻,导轨电阻不计.t=0时刻ab杆受水平拉力F的作用后由静止开始向右作匀加速运动,第4s末,ab杆的速度为v=2m/s,重力加速度g=10m/s2.求:(1)4s末ab杆受到的安培力F A的大小;(2)若0﹣4s时间内,电阻R上产生的焦耳热为0.4J,求这段时间内水平拉力F做的功;(3)若第4s末以后,拉力不再变化,且知道4s末至ab杆达到最大速度过程中通过杆的电量q=1.6C,则ab杆克服安培力做功W A为多大?参考答案与试题解析一.单项选择题.本题共12小题,每小题4分,共48分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题意,选对得4分,选错或不答的得0分.1.【解答】A、回旋加速器利用磁场使带电粒子旋转,电场使粒子加速.故A错误.B、电磁炉是利用电磁感应原理使产生涡流,将电能最终转化成内能.故B正确.C、质谱仪是利用电场加速,磁场使粒子偏转,不是电磁感应现象.故C错误.D、利用了电场加速和电场偏转的原理.故D错误.故选B2.【解答】A、电场强度与电势没有直接关系,所以电场强度大的地方,电势不一定高.故A错误.B、等势面上各点的电势相等,但电场强度不一定相等.故B错误.C、等势面一定与电场线垂直,即跟电场的方向垂直.故C正确.D、沿着电场线的方向,电势逐渐降低,而电场线不一定越来越密,所以电场强度不一定越来越大.故D错误.故选:C.3.【解答】A、电容与电压无关,电压及电量变化时,电容均不变;故A错误;C、电容器与带电量无关,带电量增加,电容仍保持不变;故C错误;D、由电容器的决定式可知,平行板电容器电容大小与两板正对面积、两板间距离及两板间电介质的相对介电常数有关;故D正确;故选:D.4.【解答】AB、电动势的物理意义是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱,电动势越大,本领越大,电动势反映本身的特性,与外电路的结构无关,故A正确,B错误.C、据闭合电路的欧姆定律知,电源的电动势在数值上等于内、外电压之和,故C正确.D、当电路断开时,其外阻等效为无穷大,电路电流为零,内电压为零,所以电动势在数值上等于外电路断开时两极间的电压,亦等于电路中通过1C电荷量时,电源所提供的能量,故D正确.本题是选不正确的,故选:B.5.【解答】A、线框平行于磁场感应线运动,穿过线框的磁通量没有变化,不会产生感应电流,故A错误;B、线框垂直于磁感线运动,虽然切割磁感线,但穿过的磁通量没有变化,因此也不会产生感应电流,故B错误;C、线框绕轴转动,但线框平行于磁场感应线穿过的磁通量没有变化,因此也不会产生感应电流,故C错误;D、线框绕轴转动,导致磁通量发生变化,因此线框产生感应电流,故D正确;故选:D6.【解答】A、D、若q放在Q1的左边,Q1对q的排斥力向左,Q2对q的吸引力向右,假设Q1与q之间的距离为r1,Q2与q之间的距离为r2,则根据库仑定律和平衡条件,又因为Q2=4Q1,所以r2=2r1,故q放在Q1的左边完全可以.故A正确、D错误.B、若q放在Q2的右边,Q1对q向右的排斥力小于Q2对q向左的吸引力,q不能平衡,故B错误.C、若q放在Q1、Q2之间,Q1对q的排斥力向右,Q2对q的吸引力也向右,q不能平衡,故C错误.故选:A.7.【解答】由图可得,过A点的等势面的电势小于过B点的等势面,所以B点的电势高,正电荷在电势高的地方电势能大,故E PA<E PB,B点处的电场线较疏,而A点处电场线较密,则B点处的电场强度较小,粒子所受的电场力也较小,即F A>F B.选项D正确.故选:D8.【解答】A、灯泡正常发光时的电压等于其额定电压,电动机电压U M=U﹣U L=8V﹣3V=5V,故A错误;B、灯泡正常发光,则电路电流I===2A,故B错误;C、电动机的热功率P Q=I2R M=(2A)2×1Ω=4W,故C正确;D、电动机的输出功率P出=UI﹣I2R M=5×2﹣4=6W;故D错误;故选:C.9.【解答】A、将滑动变阻器滑片P向左移动后,变阻器接入电路的电阻增大,根据闭合电路欧姆定律分析电路中电流I变小,则电流表读数变小,灯泡L变暗.故AB错误.C、变阻器接入电路的电阻增大,外电路总电阻增大,则路端电压增大,电压表读数变大.故C错误.D、电容器C两端的电压U C=E﹣I(R L+r),I变小,其他量不变,则U C增大,电容器C上电荷量增加.故D正确.故选:D10.【解答】AB、据右手螺旋定则可知,大小相同两电流在O点的磁场方向相同且竖直向上,所以O点的磁感应强度不为零,故A错误,B正确.CD、据右手螺旋定则可知,电流为I1的通电导线在另一导线处产生的磁场方向竖直向上,据左手定则可知,另一导线所受的安培力向右,即两导线有相互排斥力,故CD错误.故选:B.11.【解答】A、带电粒子在磁场中向下偏转,磁场的方向垂直纸面向外,根据左手定则知,该粒子带正电.故A错误.B、在平行金属板间,根据左手定则知,带电粒子所受的洛伦兹力方向竖直向上,则电场力的方向竖直向下,知电场强度的方向竖直向下,所以速度选择器的P1极板带正电.故B错误.C、D进入B2磁场中的粒子速度是一定的,根据qvB=m得,r=,知r越大,荷质比越小,而质量m不一定大.故C错误,D正确.故选:D.12.【解答】A、B、当永磁体的N极向下时,根据楞次定律线圈中的感应电流的磁场方向向上,与磁铁的磁场方向相反,根据安培定则,通过线圈的感应电流的方向为a→b→c→d→a,线圈与磁铁相互排斥.故A正确,B错误;C、D、当永磁体的S极向下时,线圈中的感应电流的磁场方向向下,与磁铁的磁场方向相反,根据安培定则,通过线圈的感应电流的方向为a→d→c→b→a,线圈与磁铁相互排斥.故CD错误.故选:A二.实验题.本题共2小题,共16分.13.【解答】(1)由电路图可知,合电键S,接入Oa两端时,表头G与R1并联,是安培表,量程:I=Ig+=0.001A+ A≈0.6A;(2)由电路图可知,断开电键S,接入Ob两端时,表头与电阻R2串联,电表是伏特表,伏特表量程U=Ig(Rg+R2)=0.001×(30+2970)=3V;故答案为:(1)安培;0.6A;(2)伏特;3V.14.【解答】(1):根据小灯泡规格“2.8V,1.5W”可知,小灯泡的额定电流为I==≈0.54A,所以电流表应选A;由于小灯泡的额定电压为2.8V,所以电压表应选C;由于描述小灯泡的伏安特性曲线实验要求电流从零调,所以变阻器应用分压式接法,应选择阻值小的变阻器F以便于调节;(2):由于小灯泡的电阻较小,满足,电流表应用外接法,又变阻器应用分压式,所以电路图应选丁;(3):由于金属的电阻应随电流的增大而增大,根据R===可知,I﹣U图象上的点与原点连线的斜率应逐渐减小,所以符合实际的是B.故答案为:(1)A,C,F(2)丁(3)B三.论述计算题.本题共4小题,共36分,解答时写出必要的文字说明、公式或表达式.有数值计算的题,答案必须明确写出数值和单位.15.【解答】解:(1)R1和R2是并联,Ω由闭合电路欧姆定律知,电路中的总电流I= A(2)电路的路端电压U=E﹣Ir=6﹣1.2×2=3.6V(3)电源的输出功率P=UI=3.6×1.2=4.32W答:(1)电路中的总电流1.2A;(2)电路的路端电压3.6V;(3)电源的输出功率4.32W.16.【解答】解:(1)根据电场线与等势面垂直,且指向电势低的等势面,可知电场线水平向左,画出匀强电场的电场线,如图所示.由U=Ed得:E==V/m=100V/m.(2)由题意可知,只有小球受到向左的电场力,电场力和重力的合力才有可能与初速度方向在一条直线上,所以小球带正电.由图可知,Eq=mg所以解得:q==C=0.001C(3)由下图可知,F合==mg由动能定理,得:﹣F合•x m=0﹣mv02所以x m==m=m答:(1)画出匀强电场的电场线如图,电场强度E为100V/m.(2)小球应带正电荷,电荷量是0.001C.(3)小球沿v0方向能走m.17.【解答】解:(1)质子最初进入D形盒被电场第一次加速,据动能定理得:qU=所以初动能为qU.(2)质子在磁场中洛伦兹力提供向心力,所以qvB=所以r=据表达式可知,质子获得的最大动能取决于D形盒的半径,所以最大动能为:(3)据回旋加速器的工作原理知,电场的周期等于粒子在磁场运动的周期.所以T==答:(1)质子最初进入D形盒的动能qU.(2)质子经回旋加速器最后得到的动能为:.(3)要使质子每次经过电场都被加速,则加交流电源的周期是所以.18.【解答】解:(1)第4s末,ab杆的感应电动势为:E=Blv感应电流为:I=安培力大小为:F A=BIl联立以上三式得:(2)由电阻R上产生的焦耳热表达式知:Q=I2Rt知,ab杆产生的焦耳热应为:Q′=I2rt,故设外力做功为W,安培力做功为W′A,由动能定理得:W﹣W′A=mv2而W′A=Q+Q′=0.5J故,W=Q+Q mv2=0.5+(3)设4s末外力大小为F′,由牛顿第二定律得:F′﹣F A=ma=m所以,F′=…①ab杆达到最大速度为v m,此时加速度为零,故有:F′=F′A=所以,…②设4s末至ab杆达到最大速度过程中位移为x,时间为t′,则4s末至ab杆达到最大速度过程中通过杆的电量为:q=t′=t′=所以,x=…③对于ab杆运动从静止到达到最大速度的总过程,由动能定理可得:F′x+W﹣…④由①②③④得,W A=F′x+W﹣=1.3×=2.42J答:(1)4s末ab杆受到的安培力F A的大小为0.8N;(2)这段时间内水平拉力F做的功2.5J;(3)ab杆克服安培力做功W A为2.42J。
13.近段时间,朝鲜的“核危机”引起了全世界的瞩目,其焦点问题就是朝鲜核电站采用的是轻水堆还是重水堆。
因为重水堆核电站在发电的同时还可以产出供研制核武器的钚239(23994 Pu ),这种23994 Pu 可由铀239(23992 U )经过衰变而产生。
则下列判断中正确的是(D ) A. 23994 Pu 与23992 U 的核内具有相同的中子数 B. 23994 Pu 与23992 U 的核内具有相同的质子数 C. 23992 U 经过1次α衰变产生23994 Pu D.23992U 经过2次β衰变产生23994 Pu14.一束复色光沿半径方向射向一半圆形玻璃砖,发生折射而分为a 、b 两束单色光,其传播方向如图1所示。
下列说法正确的是(C ) A .玻璃砖对a 、b 的折射率关系为n a <n b B .a 、 b 在玻璃中的传播速度关系为v a >v b C .a 、 b 在真空中的波长关系为λa <λbD .如用a 光照射某金属能发生光电效应,则用b 光照射该金属也一定能发生光电效应15.如图2所示,一理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶2,副线圈电路中接有灯泡L ,灯泡的额定电压为220V ,额定功率为22W ;原线圈电路中接有交流电压表和交流电流表。
现闭合开关,灯泡正常发光。
若用U 和I 分别表示此时交流电压表和交流电流表的读数,则(A ) A .U =110V ,I =0.2A B .U =110V ,I =0.05A C .U =1102V ,I =0.2A D .U =1102V ,I =0.22A16.汽车由静止开始在平直的公路上行驶,0~60s 内汽车的加速度随时间变化的图像如图3所示。
则该汽车在0~60s 内的速度-时间图像(即v -t 图像)为图4中的(B )图2L图3图1-1-1A .B .C .D .图417.我们的银河系的恒星中大约四分之一是双星。
某双星由质量不等的星体S 1和S 2构成,两星在相互之间的万有引力作用下(其它星体对它们的作用可忽略)绕两者连线上某一定点O 做匀速圆周运动。
由观察测得其运动周期为T ,S 1到O 点的距离为r 1,S 1和S 2的距离为r ,已知引力常量为G 。
由此可求出S 2的质量为(B )A .2122)(4GT r r r -πB . 22124r r GT πC .2324GT r πD .23124GTr π 18.在如图5所示的电路中,电源电动势为E 、内电阻为r ,C 为电容器,R 0为定值电阻, R为滑动变阻器。
开关闭合后,灯泡L 能正常发光。
当滑动变阻器的滑片向右移动时,下列判断正确的是( D ) A .伏特表○V 示数将减小 B .灯泡L 将变亮C .电容器C 的电容将减小D .电容器C 的电荷量将增大19.一列简谐横波,在t =6.0s 时的波形如图6(甲)所示,图6(乙)是这列波中质点P 的振动图线,那么该波的传播速度和传播方向是 (B ) A .v =0.20m/s ,向左传播 B .v =0.20 m/s ,向右传播 C .v =0.15 m/s ,向左传播 D .v =0.15 m/s ,向右传播20.在孤立点电荷-Q 的电场中,一质子在距离点电荷r 0处若具有E 0的动能,即能够恰好逃逸此电场的束缚。
若规定无穷远处电势为零,用E 表示该场中某点的场强大小,用φ表示场中某点的电势,用E P 表示质子在场中所具有的电势能,用E k 表示质子在场中某点所具有的动能,用r 表示该点距点电荷的距离,则如图7所示的图像中,表示关系正确的是(A )C0 图5 图6甲乙A .B .C .D .E 0-E 图721.(18分)(1)某实验小组利用拉力传感器和打点计时器探究“动能定理”,如图8所示,他们将拉力传感器固定在小车上,用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连,用拉力传感器记录小车受到拉力的大小,在小车的后面连接纸带,通过打点计时器记录小车的运动情况,小车中可以放置砝码。
请把下面的实验步骤补充完整。
实验主要步骤如下:①测量 、砝码和拉力传感器的总质量M ,把细线的一端固定在拉力传感器上,另一端通过定滑轮与钩码相连,将纸带连接小车并通过打点计时器,正确连接所需电路。
②将小车停在C 点,在释放小车 (选填“之前”或“之后”)接通打点计时器的电源,在纸带上打出一系列的点,记录细线拉力。
③在小车中增加砝码,或减少砝码,重复②的操作。
④处理数据。
实验结果发现小车动能的增加量ΔE k 总是明显小于拉力F 做的功W ,你认为其主要原因应该是上述实验步骤中缺少的步骤是 。
(2)小明同学为测量某金属丝的电阻率,他截取了其中的一段,用米尺测出金属丝的长度L ,用螺旋测微器测得其直径为D ,用多用电表粗测其电阻约为R .①该同学将米尺的0刻度线与金属丝的左端对齐,从图9(甲)中读出金属丝的长度L = mm 。
②该同学用螺旋测微器测金属丝的直径,从图9(乙)中读出金属丝的直径D = mm 。
③该同学选择多用电表“×10”档粗测金属丝的电阻,从图9(丙)中读出金属丝的电阻R = Ω。
钩码打点图8④接着,该同学用伏安法尽可能精确地测出该金属丝的电阻,然后根据电阻定律计算出该金属丝的电阻率。
实验室提供的器材有:A .直流电源E (电动势4V ,内阻不计)B .电流表A 1(量程0~3mA ,内阻约50Ω)C .电流表A 2(量程0~15mA ,内阻约30 Ω)D .电压表V 1(量程0~3 V ,内阻10 kΩ)E .电压表V 2(量程0~15 V ,内阻25 kΩ)F .滑动变阻器R 1(阻值范围0~15 Ω,允许通过的最大电流2.0A )G .滑动变阻器R 2(阻值范围0~2k Ω,允许通过的最大电流0.5A )H .待测电阻丝R x ,开关、导线若干要求较准确地测出其阻值,电流表应选 ,电压表应选 ,滑动变阻器应选 .(用器材前的字母表示即可)⑤用图10所示的电路进行实验测得R x ,实验时,开关S 2应向 闭合(选填“1”或“2”).⑥请根据选定的电路图,在如图11所示的实物上画出连线(部分线已画出)。
图甲mm图乙 1520图丙图9图10E1+RS 1图11-⑦(多选)在下列测定金属丝的电阻率的几个步骤中,错误..的是 . A .先用米尺测出金属丝的长度,再将金属丝两端固定在接线柱上悬空拉直; B .用螺旋测微器在不同位置测出金属丝的直径D 各三次,求平均值D ; C .打开开关,将选好的实验器材按图10连接成实验电路;D .闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表和电压表有合适的示数,读出并记下这组数据;E .改变滑动变阻器的滑键位置,重复进行实验,测出6组数据,并记录在表格中;F .分别计算出电流平均值(I )和电压的平均值(U ),再求出电阻的平均值IUR ; G .根据电阻定律计算出该金属丝的电阻率.⑧设金属丝的长度为L (m ),直径的平均值为D (m ),电阻的平均值为R (Ω),则该金属丝电阻率的表达式为ρ= 。
22.(16分)如图12所示,用长为L 的绝缘细线悬挂一带电小球,小球的质量为m 、电荷量为q 。
现加一水平向左的匀强电场,平衡时小球静止于M 点,细线与竖直方向成θ角。
(1)求匀强电场的电场强度E 的大小;(2)在某一时刻细线断裂,同时质量也为m 的不带电的一小块橡皮泥,以水平向左的速度v 0击中小球并与小球结合成一体,求击中后瞬间复合体的速度大小;(3)若原小球离地高为h ,求复合体落地过程中的水平位移大小。
23.(18分)如图13(甲)所示,一边长L =2.5m 、质量m =0.5kg 的单匝正方形金属线框,放在光滑绝缘的水平面上,垂直于水平面的方向上存在着以MN 为边界、方向相反的匀强磁场,磁感应强度均为B =0.4T 。
正方形金属线框的一边ab 与MN 重合(位置Ⅰ),在力F 作用下由静止开始向右平动,经过5s 线框刚好被完全拉入另一磁场(位置Ⅱ)。
测得金属线框中的电流随时间变化的图象如图13(乙)所示,是一条过原点的直线。
在金属线框由位置Ⅰ到位置Ⅱ的过程中,(1)求线框磁通量的变化及感应电动势的平均值; (2)写出水平力F 随时间t 变化的表达式;(3)已知在这5s 内力F 做功1.5J ,那么在此过程中,线框产生的焦耳热是多少?图12 O24.(20分)1932年,劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器。
回旋加速器的工作原理如图14(甲)所示,置于高真空中的D 形金属盒半径为R ,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计。
磁感应强度为B 的匀强磁场与盒面垂直。
A 处粒子源产生的粒子,质量为m 、电荷量为+q ,初速度为0,在加速器中被加速,加速电压为U 。
加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。
(1)求粒子第1次和第2次经过两D 形盒间狭缝后轨道半径之比;(2)求粒子从静止开始加速到出口处所需的时间t 和粒子获得的最大动能E km ;(3)近年来,大中型粒子加速器往往采用多种加速器的串接组合。
例如由直线加速器做为预加速器,获得中间能量,再注入回旋加速器获得最终能量。
n 个长度逐个增大的金属圆筒和一个靶,它们沿轴线排列成一串,如图14(乙)所示(图中只画出了六个圆筒,作为示意)。
各筒相间地连接到频率为f 、最大电压值为U 的正弦交流电源的两端。
整个装置放在高真空容器中。
圆筒的两底面中心开有小孔。
现有一电量为q 、质量为m 的正离子沿轴线射入圆筒,并将在圆筒间的缝隙处受到电场力的作用而加速(设圆筒内部没有电场)。
缝隙的宽度很小,离子穿过缝隙的时间可以不计。
已知离子进入第一个圆筒左端的速度为v 1,且此时第一、二两个圆筒间的电势差U 1-U 2=-U 。
为使打到靶上的离子获得最大能量,各个圆筒的长度应满足什么条件?并求出在这种情况下打到靶上的离子的能量。
甲D 1D 2~UA B乙图14B dc MN s 甲 乙图1313.D 14.C 15.A 16.B 17.B 18.D 19.B 20.A 21.(18分)(1)①小车 ②之前 ④平衡摩擦力(每空2分)(2)①191.0mm ②0.680 ③220 ④C ,D ,F ⑤1 ⑥略 (每空1分)⑦AF ⑧LD R 42π(每空2分)22.(16分)解:(1)小球受力平衡时有 tan Eq mg θ= (2分) qm g E θtan =(2分) (2)橡皮泥撞击小球的过程中,水平方向动量守恒,mv 0=(m + m )v (2分) 所以2v v =(2分) (3)复合体水平方向的加速度为2tan 2θg m qE a == (2分) 复合体落地时间为ght 2=(2分) 复合体在水平方向做匀加速直线运动,水平位移为x 221at vt x += (2分) gh g g h v 22tan 21220⋅⨯+⋅=θ )tan 2(210θh gh v +=(2分) 23.(18分)解:(1)△φ=△B ·S =5Wb (3分)tE ∆ϕ∆==1V (3分)(2)IER ==4Ω (1分) 由电流图像可知,感应电流随时间变化的规律:I =0.1t (1分)由感应电流2,BLvI R=可得金属框的速度随时间也是线性变化的, 0.22RIv t BL==,加速度a =0.2m/s 2 (2分)线框在外力F 和安培力F A 作用下做匀加速直线运动,F -2BIL =ma (2分)得F =0.2t +0.1(N )(2分)(3)t =5s 时,线框从磁场中拉出时的速度v 5=at =1m/s (2分)线框中产生的焦耳热Q =W -2521mv =1.25J (2分) 24.(20分)(1)设粒子第1次经过狭缝后的半径为r 1,速度为v 1,qU =12mv 12 (2分) qv 1B =m 211v r (2分)解得:1r =同理,粒子第2次经过狭缝后的半径qUm B r 2212⋅=则r 1:r 2 =1:2 (2分)(2)粒子在磁场中运动一个周期,被电场加速两次。