22．(16分)如图14所示为一种质谱仪的示意图，它由加速电场、静电分析器和磁分析器组成。磁分析器中有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B。带电粒子在辐向电场中运动时，受到的电场力大小处处相等，方向始终指向圆心O。有一个所带电荷量为q质量为m的离子，从加速电场的A处由静止开始，经加速电场加速后，以一定的速度进入静电分析器并沿图中圆弧虚线运动，在P点离开静电分析器进入磁分析器，最终打在乳胶片上的Q点。不计离子重力。若已知加速电场的电势差为U，静电分析器通道的半径为R，圆心在O处；。求：

(1)离子进入静电分析器时速度的大小v；

(2)均匀辐向电场的场强E；

(3)PQ之间的距离L。

22(16分)分析和解：(1)对带电离子，电场力做正功，离子动能增加，由动能定理得qU=mv²……①(2分)

解得离子进入静电分析器时速度的大小

v=………………………………② (2分)

(2)离子以速度v在静电分析器中做匀速圆周运动，电场力提供向心力，由牛顿第二定律得qE=mv²/R…………………………………③(2分)

联立解得均匀辐向电场的场强E=2U/R ……………④ (3分)

(3)离子从P点进入磁分析器后，在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛仑兹力提供向心力，由牛顿第二定律得qvB=mv²/r………………………⑤(2分)

　 PQ之间的距离L=2r 　…………………………⑥(2分)

联立解得L=……………………………⑦ (3分)

21.(18分)

(1)(7分)在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器接在电压为E，频率为f，的交流电源上，在实验中打下一条理想纸带，如图所示，选取纸带上打出的连续5个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点的距离为s₀，点AC间的距离为s₁，点CE间的距离为s₂，已知重锤的质量为m，当地的重力加速度为g，则

　　 ①从起始点O到打下C点的过程中，重锤重力势能的减少量为△E_P=　　　 ，重锤动能的增加量为△E_K　　　 。

②根据题中提供的条件，可求出重锤实际下落的加速度a=　　 ，它和当地的重力加速度g进行比较，则a　　 g(填大于，等于，小于)。

(1)①mg(S₀+S₁)， ；

②，小于；

提示：①重锤下落的高度为(s₀+s₁)，重力势能的减少量为mg(s₀+s₁)。

C点的速度为：

打C点时重锤的动能为：

②重锤下落的加速度，由于存在摩擦和空气阻力，这个加速度小于重力加速度。

(2)(7分)右图中给出器材为：

　 　　 电源E(电动势为12V，内阻不计)，木板N(板上从

下往上依次叠放白纸、复写纸、导电纸各一张)，两个

金属条A、B(平行放置在导电纸上，与导电纸接触良

好，用作电极)，滑线变阻器R(其总阻值小于两平行

电极间导电纸的电阻)，直流电压表V(量程为6V，内

阻很大，其负接线柱与B极相连，正接线柱与探针P相连)，开关K。

现要用图中仪器描绘两平行金属条AB间电场中的等势线。AB间的电压要求取为6V。

(Ⅰ)在图中连线，画成实验电路原理图。

(Ⅱ)下面是主要的实验操作步骤，将所缺的内容填写在横线上方。

a. 接好实验电路。

b. 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

c. 合上K，并将探针P与A相接触。

d. 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

e. 用探针压印的方法把A、B的位置标记在白纸上。画一线段连接AB两极，在连线上选取间距大致相等的5个点作为基准点，用探针把它们的位置印在白纸上。

f. 将探针与某一基准点相接触，　　　　　　　　　　　　　　 ，这一点是此基准的等

势点。

用探针把这一点的位置也压印在白纸上。用相同的方法找出此基准点的其它等势点。

g. 重复步骤f，找出其它4个基准点的等势点。取出白纸画出各条等势线。

(2)(I)连接线路如图

(II)b.把变阻器的滑动触头移到靠近D端处

　　 d.调节R，使电压表读数为6V

　　 　f.记下电压表读数，在导电纸上移动探针，找出电压表

　　 读数与所记下的数值相同的另一点

(3)(4分)如图是多用表的刻度盘，当选用量程为50mA的电流档测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为_____mA；若选用倍率为“×100”的电阻档测电阻时，表针也指示在图示同一位置，则所测电阻的阻值为_______Ω。如果要用此多用表测量一个约2.0×10⁴Ω的电阻，为了使测量比较精确，应选的欧姆档是_________(选填“×10”、“×100”或“×1K”)。换档结束后，实验操作上首先要进行的步骤是____________。

(3)．30.7-30.9 mA；1.5×10³ Ω。×1K ，欧姆档调零。

20．如图所示，L₁和L₂是输电线，甲是电压互感器，乙是电流互感器．若已知变压比为1000:1，变流比为100:1，并且知道电压表示数为220V，电流表示数为10A，则输电线的输送功率为( C )

　　 A．2.2×10³ W　　 B．2.2×10^-2W

　 　C. 2.2×10⁸ W　　 D．2．2×10⁴W

19．某位同学为了研究超重和失重现象，将重为50N的物体带上电梯，并将它放在电梯中的传感器上，若电梯由静止开始运动，并测得重物对支持面的压力F随时间t变化的图象如图所示。g=10 m/s²。根据图中的信息下列判断正确的是(B)　

A．前9s电梯一直在上升，上升的最大速度1.2m/s

B．前9s电梯在一直下降，下降的最大加速度是0.6 m/s²

C．从2s至9s重物动量的变化量是零

D．从2s至9s电梯的支持力对重物做的正功

18．M、N是一条电场线上的两点。在M点由静止释放一个α粒子，粒子仅在电场力的作用，沿着电场线从M点运动到N点。粒子的速度随时间变化的规律如图所示。以下判断正确的是　 (B)　

A. 该电场可能是匀强电场

B. M点的电势高于N点的电势

C. M点到N点，α粒子的电势能逐渐增大

D. α粒子在M点所受电场力大于在N点所受电场力

17．如图所示，有三块截面为等腰直角三角形的透明材料(图中I、II、III)恰好拼成一个正方形棱镜. 从E点垂直于边射入的单色光在F处发生全反射，在G、H连续发生两次折射后射出. 若该单色光在三块材料中的传播速率依次为v₁、v₂、v₃，下列关系式中正确的是( D )

　　　 A．v₃>v₁>v₂　　　　　　 B．v₂>v₃>v₁　　　　　　

C．v₃>v₂>v₁　　　　　　 D．v₁>v₂>v₃

16、质量为m的物体沿直线运动，只受到力F(F≠0且为恒力)的作用，物体的位移x、速度v、加速度a和受到冲量I随时间变化的图象如下图所示，其中不可能的是(A)

15.在研究性学习的过程中，针对能源问题，大气污染问题同学们提出了如下四个活动方案，哪些从理论上讲是可行的　 ( D )

A．改进热机的生产工艺，总有一天热机的效率可达到100%

B．发明一种制冷设备，使温度降至绝对零度以下

C．汽车尾气中各类有害气体排入大气后严重污染了空气，想办法使它们自发地分离，　　　 既清洁了空气，又变废为宝

D．将房屋顶盖上太阳能板，可直接用太阳能来解决照明和热水问题

14．用中子轰击硼核发生的核反应是：。其中的X粒子应是 (A) 　

A．α粒子　　　　　　 B．β粒子　　　　　　 C．质子　　　　　　　 D．中子

13．医院有一种先进的检测技术--彩超．这一技术是，首先向病人体内发射频率已精确掌握的超声波，超声波经血液反射后被专用仪器接收，同时测出反射波的频率变化，最后就可知道血液的流速．则这一技术主要体现了下列哪一种物理现象(A )

　 　A．多普勒效应　　 B．波的衍射　　 C．波的干涉　　 D．共振