18.(10分)如下图(1)所示,真空中两水平放置的平行金属板C、D,两板上分别开有正对小孔O1和O2,金属板C、D接在正弦交流电电源上,C、D两板间的电势差随时间变化的图线如图(2)所示。时刻开始,从C板小孔O1处连续不断飘入质量为、电荷量的带正电的粒子(设飘入的速度很小,可视为零)。在D板外侧有以MN为边界的匀强磁场,MN与D金属板相距,匀强磁场B=0.1T,方向垂直纸面向里,粒子的重力及粒子间相互作用力不计,平行金属板C、D之间距离足够小,粒子在两板间的运动时间可忽略不计。求:
(1)带电粒子经小孔O2进入磁场后,能飞出磁场边界MN的最小速度为多大?
(2)磁场边界MN有粒子射出的长度范围。(保留一位有效数字)
(3)从0-0.04s时间内,哪些时刻飘入小孔O1的粒子能穿过电场边界并飞出磁场边界MN?
17.(10分)如下图所示的装置,U1是加速电压,紧靠其右侧的是两块彼此平行的水平金属板,板长为,两板间距离为,一个质量为、带电荷量为的质点,经加速电压加速后沿两金属板中心线以速度水平射入两板中,若在两水平金属板间加一电压U2,当上板为正时,带电质点恰能沿两板中心线射出;当下板为正时,带电质点则射到下板上距板的左端1/4处.为使带电质点经U1加速后,沿中心线射入两金属板,并能够从两金属之间射出,问:两水平金属板间所加电压应满足什么条件?
16.(8分)如下图所示,轻细绳OA下悬挂一个的物体,其重力G<60N,用细绳OB将物体缓慢向右拉,绳OB始终保持水平,设绳OA能承受的最大拉力为60N,绳OB能承受的最大拉力为30N,要使拉动过程中绳OB先断,则G取值范围是多少?绳OB断时,OA与竖直方向夹角的取值范围是多少?
15.(8分)从地球表面上由红宝石激光器发射的光束到月球上,至返回地球的时间为。已知光速为,月球的公转周期为T,引力常量为G,假设地球、月球均可简化为质点,月球公转视为匀速圆周运动,试由上述已知量,导出地球质量M的表达式。
14.(8分)用伏安法测电阻时,由于电压表、电流表内阻的影响,使得测量结果总存在系统误差,按如图所示的电路进行测量,可以较大程度减小这种系统误差。
选取合适的器材,按电路图连接好电路后,该实验操作过程的第一步是:闭合开关S1,将开关S2接2,调节滑动变阻器R1和R2,使电压表和电流表的示数尽量大些,读出这时电压表和电流表的示数U1和I1。
(1)请你写出该实验操作过程的第二步,并说明需要记录的数据: 。
(2)请写出由以上记录数据计算被测电阻Rx的表达式: 。
13.(8分)为了探测弹力F和弹簧伸长量的关系,某同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试,根据测得的数据绘出如下图所示的图像。从图像上看,该同学没能按照实验要求做,而使图像上端成为曲线,上端成为曲线的原因是 。这两根弹簧的劲度系数分别为,。若要制作一个精确程度较高的弹簧秤,应选弹簧 。
12.如图所示,跨在光滑圆柱体侧面上的轻绳两端分别系有质量为、的小球A和B,系统处于静止状态,A、B小球与圆心的连线分别与水平面成60°和30°角,则两球的质量之比和剪断轻绳时两球的加速度之比分别为
A.1:1 1:2 B.1:1 1:
C.:1 1:1 D.:1 1:
第Ⅱ卷(非选择题 共52分)
11.如图所示质量为的均匀木块静止在光滑水平面上,木块左右两侧各有一位拿着完全相同步枪和子弹的射击手,首先左侧射手开枪,子弹水平射人小块的最大深度为,然后右侧射手开枪,子弹水平射人木块的最大深度为。设子弹均未射穿木块,且两颗子弹与木块之间的作用力大小均相同,当两颗子弹均相对于木块静止时,下列判断正确的是
A.木块静止, B.木块向右运动,
C.木块静止, D.木块向左运动,
10.如图所示,两根光滑的金属导轨平行放置在倾角为的斜面上,导轨的左端接有电阻R,导轨的电阻可忽略不计。斜面处在匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向上,质量为、电阻可忽略不计的金属棒在沿斜面与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑,并上升高度,在这过程中
A.作用在金属棒上的合力所做的功等于零
B.作用在金属棒上的合力所做的功等于与电阻R上发出的焦耳热之和
C.恒力F与安培力的合力的瞬时功率时刻在变化
D.恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热
9.如图所示,平行实线代表电场线,方向未知,带电荷量为的正电荷在电场中只受电场力作用,该电荷由A点移到B点,动能损失了0.1J,若A点电势为-10V,则
A.B点的电势为零 B.电场线方向向左
C.电荷运动的轨迹可能是图中曲线① D.电荷运动的轨迹可能是图中曲线②
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