23.(18分)

　　 利用电场和磁场，可以将比荷不同的离子分开，这种方法在化学分析和原子核技术等领域有重要的应用。

如图所示的矩形区域ABCD(AC边足够长)中存在垂直于纸面的匀强磁场，A处有一狭缝。离子源产生的离子，经静电场加速后穿过狭缝沿垂直于GA边且垂于磁场的方向射入磁场，运动到GA边，被相应的收集器收集，整个装置内部为真空。

已知被加速度的两种正离子的质量分别是和，电荷量均为。加速电场的电势差为U，离子进入电场时的初速度可以忽略，不计重力，也不考虑离子间的相互作用。

(1)求质量为的离子进入磁场时的速率；

(2)当感应强度的大小为B时，求两种离子在GA边落点的间距s；

(3)在前面的讨论中忽略了狭缝宽度的影响，实际装置中狭缝具有一定宽度。若狭缝过宽，可能使两束离子在GA边上的落点区域受叠，导致两种离子无法完全分离。

　 　设磁感应强度大小可调，GA边长为定值L，狭缝宽度为d，狭缝右边缘在A处；离子可以从狭缝各处射入磁场，入射方向仍垂直于GA边且垂直于磁场。为保证上述两种离子能落在GA边上并被完全分离，求狭缝的最大宽度。

本部分共11小题，共180分。

21(18分)

(1)　　　 用如图1所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T。

请根据下列步骤完成电阻测量：

①旋动部件________，使指针对准电流的“0”刻线。

②将K旋转到电阻挡“×100”的位置。

③将插入“+”、“-”插孔的表笔短接，旋动部件_____,使指针对准电阻的_____(填“0刻线”或“∞刻线”。

④将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小，为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按_____的顺序进行操作，再完成读数测量。

A.　 将K旋转到电阻挡”x1K”的位置

B.　 将K旋转到电阻挡”x10”的位置

C.　 将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接

D.　 将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准

(2)如图2，用“碰撞试验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。

①试验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是，可以通过仅测量　　　 (填选项前的序号)，间接地解决这个问题

A.　　 小球开始释放高度

B.　　 小球抛出点距地面的高度

C.　　 小球做平抛运动的射程

②图2中点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时，先让入射球多次从斜轨上位置静止释放，找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程，然后，把被碰小球静止于轨道的水平部分，再将入射小球从斜轨上位置静止释放，与小球相撞，并多次重复。

接下来要完成的必要步骤是　　　 (填选项的符号)

A.用天平测量两个小球的质量、

B.测量小球开始释放高度h

C.测量抛出点距地面的高度h

D．分别找到相碰后平均落地点的位置M、N

E．测量平抛射程OM，ON

③若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为　　　　　　　(用②中测量的量表示)；

若碰撞是弹性碰撞。那么还应满足的表达式为　　　　　　(用②中测量的量表示)。

④经测定，，小球落地点的平均位置距O点的距离如图3所示。

碰撞前，后m_1­的动量分别为p₁与p₁^‘，则p₁:p₁^‘=　　 ；若碰撞结束时m₂的动量为p₂,则p₁^‘: p₂^‘=11:　 　

实验结果说明，碰撞前、后总动量的比值为　　　　　 　

⑤有同学认为，在上述实验中仅更换两个小球的材质，其它条件不变，可以使被撞小球做平抛运动的射程增大。请你用④中已知的数据，分析和计算出被撞小球m₂平抛运动射程ON的最大值为 　　　　cm

22．(16分)

　　 如图所示，长度为l的轻绳上端固定在O点，下端系一质量为m的小球(小球的大小可以忽略)。

(1)　　　 在水平拉力F的作用下，轻绳与竖直方向的夹角为，

小球保持静止，画出此时小球的受力图，并求力F的大小。

(2)　　　 由图示位置无初速度释放小球，求当小球通过最低点

时的速度大小及轻绳对小球的拉力。不计空气阻力。

20.物理关系式不仅反映了物理量之间的关系，也确定了单位间的关系。如关系式U=IR既反映了电压、电流和电阻之间的关系，也确定了V(伏)与A(安)和(欧)的乘积等效。现有物理量单位：m(米)、s(秒)、N(牛)、J(焦)、W(瓦)、C(库)、F(法)、A(安)、(欧)和T(特)，由他们组合成的单位都与电压单位V(伏)等效的是

A. J/C和N/C　 　　　　　　　　B. C/F和T·m²/s

C. W/A和C·T·m/s　　　　　 D. 和T·A-m

19.某同学为发验证断电自感现象，自己找来带铁心的线圈L，小灯泡A ，开关S和电池组E，用导线将它们连接成如图所不的电路。检查电路后，闭合开关S1，小灯泡发光；再断开开关S2，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象。虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因。你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是

A．电源的内阻较大

B．小灯泡电阻偏大　

C．线圈电阻偏大

D．线圈的自然系数较大

18.“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节处，从几十米高处跳下的一种极限运动。某人做蹦极运动，所受绳子拉力F的上部随时间t变化的情况如图所示，将蹦极过程近似为在竖直方向的运动，重力加速度为g。据图可知，此人在蹦极过程中最大加速度约为

A.g

B.2g

C.3g

D.4g

17.如图所示电路，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在变阻器R_u的滑动端向下滑动的过程中

A.电压表与电流表的示数都减小　　

B.电压表与电流表的示数都增大

C.电压表的示数增大，电流表的示数减小

D.电压表的示数减小，电流表的示数增大。

16.介质中有一列简谐机械波传播，对于其中某个振动质点

A.它的振动速度等于波的传播速度

B.它的振动方向一定垂直于波的传播方向

C.它在一个周期内走过的路程等于一个波长

D.它的振动频率等于波源振动频率

15.由于通讯和广播等方面的需要，许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的

A. 质量可以不同　　　　　　　　　　　　 B. 轨道半径可以不同

C. 轨道平面可以不同　　　　　　　　　　 D. 速率可以不同

14.如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹，要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以

A. 增大S1与S2的间距　　 B. 减小双缝屏到光屏的距离

C. 将绿光换为红光　　　　 D. 将绿光换为紫光

13.表示放射性元素碘[3] 衰变的方程是

A. 　　　　　B.

C. 　　　　　　　D.