25.(18分)有人设想用下图所示的装置来选择密度相同、大小不同的球状纳米粒子。粒子在电离室中电离后带正电,电量与其表面积成正比。电离后,粒子缓慢通过小孔O1进入极板间电压为U的水平加速电场区域I,再通过小孔O2射入相互正交的恒定匀强电场、磁场区域II,其中磁场的磁感应强度大小为B,方向如图。收集室的小孔O3与O1、O2在同一条水平线上。已知半径为r0的粒子,其质量为m0、电量为q0, 可以发现其刚好能沿O1O3直线射入收集室。不计纳米粒子重力。()
(1)试求图中区域II的电场强度;
(2)现有一半径为r的粒子从电离室飞出,试求其带电量和质量分别为多少?
(3) 当r大于r0时,试通过计算说明半径为r的粒子刚进入区域II时向哪个极板偏转。
24、(16分)猎狗能以最大速度持续地奔跑,野兔只能以最大速度的速度持续奔跑。一只野兔在离洞窟处的草地上玩耍,被猎狗发现后即以最大速度朝野兔追来。兔子发现猎狗时,与猎狗相距,兔子立即跑向洞窟。设猎狗、野兔、洞窟总在同一直线上,求野兔的加速度至少要多大才能保证安全回到洞窟。
23.(10分)某同学在实验室利用如图(a)所示的电路测定定值电阻R2、电源的电动势E和内阻r。该同学将滑动变阻器的滑片P从a端移动到b端,并在移动过程中记录下了电流表A、电压表V1和电压表V2的示数,根据测得的数据描绘了如图(b)所示的两条U-I直线。已知定值电阻R1=3Ω,滑动变阻器R0的最大阻值为48Ω。
(1)根据图线可知,定值电阻R2=____Ω,电源的电动势E=____V、内阻r=____Ω。
(2)当电路处于图像中两直线交点状态时,由图像可判断此时( )
A.滑动变阻器的滑片P一定位于b端
B.电阻R1的功率达到最大
C.电源的输出功率为9W
D.电源的效率达到最大
(3)当滑片P位于滑动变阻器中点位置时,变阻器R0的总功率为_____W。
22.(8分)DIS实验是利用现代信息技术进行的实验。学生实验“用DIS研究机械能守恒定律”的装置如图(a)所示,某组同学在一次实验中,选择DIS以图像方式显示实验的结果,所显示的图像如图(b)所示。图像的横轴表示小球距D点的高度h,纵轴表示摆球的重力势能Ep、动能Ek或机械能E。试回答下列问题:
(1)图(b)的图像中,表示小球的重力势能Ep、动能Ek、机械能E随小球距D点的高度h变化关系的图线分别是__________________(按顺序填写相应图线所对应的文字)。
(2)图(a)所示的实验装置中,小球起到____________的作用,传感器K的名称是_______________。
(3)根据图(b)所示的实验图像,可以得出的结论是____________________________。
21.如图所示,S1、S2是一水平面上的两个波源,它们的振动周期都为T,振幅都为A。某时刻S1发出的波恰好传到C,S2发出的波恰好传到A,图中画出的是该时刻两列波在AC部分的叠加波形,S1A间、S2C间波形没有画出。若两列波传播速度相同,则( )
A.两波源的起振方向相同
B.A、B、C三点始终都是振动减弱点,振幅为0
C.A、B、C三点始终都是振动加强点,振幅为2A
D.再经过,AC间的波形是一条直线
非选择题,共13小题,共174分
20.如图所示,斜劈静止在水平地面上,有一物体沿斜劈表面向下运动,重力做的功与克服力F做的功相等。则下列判断中正确的是( )
A.物体可能加速下滑
B.物体可能受三个力作用,且合力为零
C.斜劈受到地面的摩擦力方向一定水平向左
D.撤去F后斜劈可能不受地面的摩擦力
19.由两个圆筒组成的汽缸是导热的,二个大小不同的可在圆筒
内自由滑动的活塞间有一轻杆相连接,二个活塞封闭着一定
质量的气体。整个装置坚直放置,如图所示。此时活塞处于
静止状态。当外界温度下降(大气压不变)活塞稍作移动,重
新平衡后,下列说法正确的是 ( )
A.气体压强增大 B.气体体积增大
C.气体内能增加 D.气体放出热量
18.欧洲强子对撞机在2010年初重新启动,并取得了将质子加速到1.18 万亿eV的阶段成果,为实现质子对撞打下了坚实的基础。质子经过直线加速器加速后进入半径一定的环形加速器,在环形加速器中,质子每次经过位置A时都会被加速(图1),当质子的速度达到要求后,再将它们分成两束引导到对撞轨道中,在对撞轨道中两束质子沿相反方向做匀速圆周运动,并最终实现对撞(图2)。质子是在磁场的作用下才得以做圆周运动的。下列说法中正确的是
A.质子在环形加速器中运动时,轨道所处位置的磁场会逐渐减小
B.质子在环形加速器中运动时,轨道所处位置的磁场始终保持不变
C.质子在对撞轨道中运动时,轨道所处位置的磁场会逐渐减小
D.质子在对撞轨道中运动时,轨道所处位置的磁场始终保持不变
17.DVD光盘由塑料保护层和信息记录层组成。如图所示,激光束以入射角从空气入射到厚度为d、折射率为n的塑料保护层后,聚焦到信息记录层的光斑宽度为a,才能有效获取信息。在保证a不变的前提下,减小激光束照到塑料保护层的宽度 (),则
A. 须满足
B. 须满足
C. 在和不变时,须减小
D. 在和不变时,须减小
16.我国未来将建立月球基地,并在绕月轨道上建造空间站.如图所示,关闭动力的航天飞机在月球引力作用下向月球靠近,并将与空间站在B处对接,已知空间站绕月轨道半径为r,周期为T,万有引力常量为G,下列说法中正确的是 ( )
A.图中航天飞机正加速飞向B处
B.航天飞机在B处由椭圆轨道进入空间站轨道必须点火减速
C.根据题中条件可以算出月球质量
D.根据题中条件可以算出空间站受到月球引力的大小
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