24.(9分)飞行时同质谱仪可通过测量离子飞行时间得到离子的荷质比q/m.如题24图1,带正电的离子经电压为U的电场加速后进入长度为L的真空管AB,可测得离子飞越AB所用时间L1.改进以上方法,如图24图2,让离子飞越AB后进入场强为E(方向如图)的匀强电场区域BC,在电场的作用下离子返回B端,此时,测得离子从A出发后飞行的总时间t2,(不计离子重力)
(1)忽略离子源中离子的初速度,①用t1计算荷质比;②用t2计算荷质比.
(2)离子源中相同荷质比离子的初速度不尽相同,设两个荷质比都为q/m的离子在A端的速度分别为v和v′(v≠v′),在改进后的方法中,它们飞行的总时间通常不同,存在时间差Δt.可通过调节电场E使Δt=0.求此时E的大小.
23.(16分)t=0时,磁场在xOy平面内的分布如题23图所示.其磁感应强度的大小均为B0,方向垂直于xOy平面,相邻磁场区域的磁场方向相反.每个同向磁场区域的宽度均为l0.整个磁场以速度v沿x轴正方向匀速运动.
(1)若在磁场所在区间,xOy平面内放置一由a匝线圈串联而成的矩形导线框abcd,线框的bc边平行于x轴.bc=lB、ab=L,总电阻为R,线框始终保持静止.求
①线框中产生的总电动势大小和导线中的电流大小;
②线框所受安培力的大小和方向.
(2)该运动的磁场可视为沿x轴传播的波,设垂直于纸面向外的磁场方向为正,画出L=0时磁感应强度的波形图,并求波长和频率f.
22.(请在答题卡上作答)(17分)
(1) 在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中.用导线a、b、c、d、e、f、g和h按题22图1所示方式连接电路,电路中所有元器件都完好,且电压表和电流表已调零.闭合开关后;
①若电压表的示数为2 V,电流表的的示数为零,小灯泡不亮,则断路的导线为_________;
②若电压表的示数为零,电流表的示数为0.3 A,小灯泡亮,则断路的导线为_________;
③若反复调节滑动变阻器,小灯泡亮度发生变化,但电压表、电流表的示数不能调为零,则断路的导线为____________.
(2)建造重庆长江大桥复线桥高将长百米、重千余吨的钢梁从江水中吊起(题22图2)、施工时采用了将钢梁与水面成一定倾角出水的起吊方案,为了探究该方案的合理性,某研究性学习小组做了两个模拟实验.研究将钢板从水下水平拉出(实验1)和以一定倾角拉出(实验2)的过程中总拉力的变化情况.
①必要的实验器材有:钢板、细绳、水盆、水、支架、刻度尺、计时器和 等.
②根据实验曲线(题22图3),实验2中的最大总拉力比实验1中的最大总拉力降低了 .
③ 根据分子动理论,实验1中最大总拉力明显增大的原因是 .
④ 可能导致测量拉力的实验误差的原因有:读数不准、钢板有油污、 等等(答出两个即可)
21.氧气钢瓶充气后压强高于外界人气压,假设缓慢漏气时瓶内外温度始终相等且保持不变,氧气分子之间的相互作用.在该漏气过程中瓶内氧气
A.分子总数减少,分子总动能不变
B.密度降低,分子平均动能不变
C.吸收热量,膨胀做功
D.压强降低,不对外做功
20.下列说法正确的是
A.正弦交变电流的有效值是最大值的倍
B.声波是织波,声源振动越快,声波传播也越快
C.在某介质中,红光折射率比其他色光的小,故红光传播速度比其他色光的大
D.质子和粒子以相同速度垂直进入同一匀强磁场,质子做圆周运动的半径较小
19.土卫十和土卫十一是土星的两颗卫星,都沿近似为圆周的轨道线土星运动.其参数如表:
|
卫星半径(m) |
卫星质量(kg) |
轨道半径(m) |
土卫十 |
8.90×104 |
2.01×1018 |
1.51×1018 |
土卫十一 |
5.70×104 |
5.60×1017 |
1.51×103 |
两卫星相比土卫十
A.受土星的万有引力较大
B.绕土星的圆周运动的周期较大
C.绕土星做圆周运动的向心加速度较大
D.动能较大
18.真空中有一平行板电容器,两极板分别由铂和钾(其极限波长分别为λ1和λ2)制成,板面积为S,间距为d.现用波长为λ(λ2<λ<λ2的单色光持续照射两板内表面,则电容器的最终带电量成正比
A. B.
C. D.
选择题二本题包括3小题,每小题6分,共18分.每小题给出的四个选项中,至少有两个选项是正确的,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
17.为估算池中睡莲叶面承受雨滴撞击产生的平均压强,小明在雨天将一圆柱形水杯置于露台,测得1小时内杯中水上升了45 mm.查询得知,当时雨滴竖直下落速度约为12 m/s.据此估算该压强约为(设雨滴撞击睡莲后无反弹,不计雨滴重力,雨水的密度为1×103 kg/m3)
A.0.15 Pa B.0.54 Pa
C.1.5 Pa D.5.4 Pa
16.如题16图,悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球A. 在两次实验中,均缓慢移动另一带同种电荷的小球B.当B到达悬点O的正下方并与A在同一水平线上,A处于受力平衡时,悬线偏离竖直方向的角度为θ,若两次实验中B的电量分别为q1和q2, θ分别为30°和45°.则q2/q1为
A.2 B.3 C.2 D.3
15.汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗,如图15图,在打开车灯的情况下,电动机未启动时电流表读数为10 A,电动机启动时电流表读数为58 A,若电源电动势为12.5 V,内阻为0.05 Ω,电流表内阻不计,则因电动机启动,车灯的电功率降低了
A.35.8 W B.43.2 W C.48.2 W D.76.8 W
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