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一、单项选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分.每小题只有一个选项符合题意.
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分.每小题有多个选项符合题意.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,错选或不答的得0分.
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
答案
D
B
A
C
D
AC
BC
ABD
BD
三、简答题: 本题共4小题,共40分. 把答案填在题中的横线上或按要求作答.
10.(1)BCD(2分)
(2)错误有两处:一是步骤A中摆线长度并不是单摆的摆长,摆长应为从悬点到摆球球心的距离;二是步骤B中摆球第60次通过最低点时所记录的时间为29.5个周期,因此单摆的周期应为T=t/29.5(4分)
(3)a.如右图(2分,没有过原点,没有舍去偏离点,作成折线的均不给分) b.4π2/k(2分)
11.(1)(2分,e写成q不给分)
(2)高于(2分)
(3)自由电子受电场力与洛伦兹力平衡,有
(3分)
得 (3分)
说明:e写成q扣2分
12.(1)8 (2分) 1 (2分) 上(2分)
(2)4.5s(2分) 如右图(2分,波形正确但波前端画错得1分)
13.(1)(2分)
(2)I――t如图(4分。图线、两轴标度各2分)
(3)进出磁场过程中线框中感应电动势E=BLv(1分)
(1分)
(2分)
四、论述和演算题:本题共4小题,共49分. 解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.
14.(10分)
(1)光路如右图所示 (3分)
(2)由折射定率 (2分)
得r1=30° (1分)
由几何知识得i2=30°
同理可以求 r2=60° (1分)
偏向角θ= i1- r1+ r2- i2 (2分)
得θ=60° (1分)
15.(11分)
(1)0~t1时间内的感应电动势E=n= n=n (1分)
通过电阻R的电流 (1分)
电阻R的两端的电压U=I1R (1分)
联立各式得U=48V (2分)
(2)在一个周期内,电流通过电阻R产生的热量
(1分)
设感应电流的有效值为I,则一个周期内电流产生的热量Q2=I2RT (1分)
根据有效值的定义Q2= Q1 (2分)
解得I=A=1.73A (2分)
16.(14分)
(1)设磁感应强度为B,导线电阻为R,某时刻线框运动速度为v
则线框中产生的感应电动势为 E=BLv (1分)
产生的感应电流为 (1分)
线框所受安培力为 (1分)
克服安培力做功的功率为 (1分)
线框中的电功率为 (1分)
可得即,克服安培力做功的功率等于线框的电功率.
(2)线框进入磁场前速度为
进入磁场过程中匀速运动则有 (1分)
完全进入磁场后线框以加速度g加速下落,刚离开磁场时速度为v2,根据机械能守恒有
(1分)
线框刚离开磁场时,根据牛顿第二定律有
(1分)
上述关系式联立,可解得 a=5m/s2 (1分)
(3)线框在F外力作用下加速进入过程中,经t时刻速度为v,则该时刻有
根据上述方程联立,可得
设进入磁场运动时间为t0,则
得t0=0.1s
的定义域为t≤0.1s
评分说明:本小题共5分.图线2分,正确标出纵截距2分,正确标出横坐标1分.
17.(14分)
(1)粒子A在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛仑兹力提供向心力,设粒子A的速度为v0,在MN上方运动半径为R1,根据牛顿第二定律和圆周运动公式
(1分)
粒子A由P点运动到MN边界时速度与MN的夹角为60°,由几何关系得
R1 ? h = R1cos60° (1分)
得R1 = 2h (1分)
解得 (1分)
(2)在MN下方运动半径为R2,根据牛顿第二定律和圆周运动公式
(1分)
得R2 =2R1 = 4h (1分)
PQ间的距离为 PQ= 2R2sin60°- 2R1sin60°=(2分)
(3)设在MN上方运动周期为T1,设在MN下方运动周期为T2
(1分)
T2 = (1分)
粒子A从P点到Q点所用时间为
(2分)
粒子B从P点到Q做匀速直线运动,设速度为v ,则
(2分)
(1)为了使离子从静止开始经加速电场后沿直线穿过速度选择器,加速电压U应多大?
(2)离子进入匀强磁场区域B2后,要使离子打在乳胶底片上的位置距离射入点O的距离为L,B2应为多大?
(3)离子在匀强磁场区域B2中运动的时间多长?
B.进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氘、氚、氕
C.a、b、c三条质谱线依次排列的顺序是氘、氚、氕
D.a、b、c三条质谱线依次排列的顺序是氚、氘、氕
质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具.如图所示为质谱仪的原理示意图.现利用这种质谱仪对氢元素进行测量.氢元素的各种同位素从容器
A下方的小孔S,无初速度进入电势差为U的加速电场.加速后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中.氢的三种同位素最后打在照相底片D上,形成a、b、c三条“质谱线”.关于三种同位素进入磁场时速度的排列顺序和a、b、c三条“质谱线”的排列顺序,下列判断正确的是进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氕、氘、氚
进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氘、氚、氕
a、b、c三条质谱线依次排列的顺序是氘、氚、氕
a、b、c三条质谱线依次排列的顺序是氚、氘、氕