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            • 1. 现在科学技术研究中常要用到高速电子,电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备。它的基本原理如图甲所示,上、下为两个电磁铁,磁极之间有一个环形真空室,电子在真空室内做圆周运动。电磁铁线圈电流的大方向可以变化,在两极间产生一个变化的磁场,这个变化的磁场又在真空室内激发感生电场,其电场线是在同一平面内的一系列同心圆,产生的感生电场使电子加速。图甲中上部分为侧视图、下部分为俯视图。如果从上往下看,电子沿逆时针方向运动。已知电子质量为m、电荷量为e,初速度为零,电子圆形轨道的半径为R.穿过电子圆形轨道面积的磁通量Φ随时间t的变化关系如图乙所示,在t0时刻后,电子轨道处的磁感应强度为B0,电子加速过程中忽略相对论效应。

              (1)求在t1时刻后,电子运动的速度大小;
              (2)求电子在整个加速过程中运动的圈数;
              (3)为了约束加速电子在同一轨道上做圆周运动,电子感应加速器还需要加上“轨道约束”磁场,其原理如图丙所示。两个同心圆,内圆半径为R,内圆内有均匀的“加速磁场”B1,方向垂直纸面向外。另外在两圆面之间有垂直纸面向外的“轨道约束”磁场B2,B1之值恰好使电子在二圆之间贴近内圆面B2在磁场中做逆时针的圆周运动(圆心为0,半径为R)。现使B1随时间均匀变化,变化率=k(常数)为了使电子保持在同一半径R上做圆周运动,求磁场B2的变化率
            • 2.
              如图所示,半径为\(R\)的四分之一圆弧轨道,在底端\(N\)点与水平面相切,质量为\(m_{1}=m\)的小球\(A\)从圆弧顶端无初速度释放,与静止于\(N\)点,质量为\(m_{2}=3m\)的铁质小球\(B\)发生对心弹性碰撞,碰后小球\(B\)靠近静止于水平面上的一带有磁性装置的物体时,被磁性装置接受,该物体的总质量为\(m_{3}=12m\),自动投放球装置保障\(N\)点总有一个与\(B\)球完全相同的小球静止待碰,忽略一切摩擦力,已知重力加速度为\(g\),求:
              \((1)\)小球\(A\)第一次与\(B\)碰前的瞬间所受支持力的大小及物体接收第一个小球\(B\)后的速度大小;
              \((2)\)通过计算判定带磁性装置的物体能否接收到第三个小球;
              \((3)A\)球从释放到最终静止,在碰撞过程中所受外力的总冲量大小。
            • 3. 离子发动机是利用电场加速离子形成高速离子流而产生推力的航天发动机。工作时将推进剂离子化,使之带电,然后在静电场作用下推进剂得到加速后喷出,从而产生推力。这种发动机适用于航天器的姿态控制、位置保持等。设航天器质量\(M\),单个离子质量\(m\),带电量\(q\),加速电场的电压为\(U\),高速离子形成的等效电流强度为\(I.\)试求该发动机产生的推力。
            • 4.

              【物理选修\(3—4\)】

              \((1)\)如图甲所示,是一列沿\(x\)轴正方向传播的简谐横波在\(t = 0\)时刻的波形图,\(P\)是离原点\(x_{1}= 2 m\)的一个介质质点,\(Q\)是离原点\(x_{2} = 4 m\)的一个介质质点,此时离原点\(x_{3} = 6 m\)的介质质点刚刚要开始振动\(.\)图乙是该简谐波传播方向上的某一质点的振动图像\((\)计时起点相同\().\)由此可知\((\)  \()\)

                                                                                                             

              A.这列波的波长为\(λ = 4 m\)

              B.这列波的周期为\(T = 3 s\)   

              C.这列波的传播速度为\(v = 2 m/s\)    

              D.这列波的波源起振方向为向下

              E.乙图可能是图甲中质点\(P\)的振动图像

              \((2)\)如图所示,\(AOB\)是由某种透明物质制成的四分之一圆柱体的横截面\((O\)为圆心\()\)。今有一束平行光以\(45^{\circ}\)的入射角射向柱体的\(OA\)平面,这些光线中有一部分不能从柱体的\(AB\)面上射出。凡射到\(OB\)面的光线全部被吸收,也不考虑\(OA\)面的反射,已知从\(O\)点射向透明物质的光线恰好从\(AB\)圆弧面上距离\(B\)点三分之一处射出,求

                                                                                         

              \((1)\)透明物质的折射率\((2)AB\)面上能射出光线的部分占\(AB\)表面的几分之几?

            • 5.

              \((1)\) 如图所示为研究光电效应现象的实验,电路中所有元件完好,当光照射到光电管时,灵敏电流计中没有电流通过,可能的原因是____.



              A. 入射光强度较弱

              B. 入射光波长太长

              C. 电源电压太高

              D. 光照射时间太短

              \((2) 2010\)年\(11\)月\(17\)日欧洲核子研究中心的科学家通过大型强子对撞机俘获了少量反氢原子\(.\)反氢原子是由一个反质子和一个围绕它运动的正电子组成\(.\)反质子和质子具有相同的质量,且带着等量异种电荷\(.\)反氢原子和氢原子具有相同的能级,其原子能级如图所示.



              根据玻尔原子结构理论,反氢原子\(n=3\)轨道处的电势比\(n=4\)轨道处的电势____\((\)填“高”或“低”\();\)正电子处在\(n=3\)轨道上运动的动能比处在\(n=4\)轨道上的动能____\((\)填“大”或“小”\().\) 

              \((3)\) 上题中,若有一静止的反氢原子从\(n=2\)的激发态跃迁到基态\(.\)已知光子动量\(p\)与能量\(E\)之间满足关系式\(p=\dfrac{E}{c}\),元电荷\(e=1.6×10^{-19}C\),光速\(c=3×10^{8} m/s.\)求

              \(①\)放出光子的能量.

              \(②\)放出光子时反氢原子获得的反冲动量大小.

            • 6.

              \((1)\)如图所示,在光滑水平面上有一辆质量\(M=8kg\)的平板小车,车上有一个质量\(m=1.9kg\)

              的木块,木块在小车左端\((\)木块可视为质点\()\),车与木块一起以\(v=1m/s\)的速度水平向右匀速行驶\(.\)一颗质量\(m_{0}=0.1kg\)的子弹以\(v_{0}=179m/s\)的初速度水平向左飞,瞬间击中木块并留在其中,则木块获得的速度大小是________;如果木块刚好不从车上掉下,小车的速度大小是________.

              \((2)\)某同学用如图所示装置来验证机械能守恒定律,将单摆用磁铁悬挂在铁质黑板上的\(O\)点,在\(O\)点下方将穿在圆环状磁铁的细铁钉同样吸在黑板上的\(P\)点,同时在黑板上用粉笔画一条水平线\(MN\),将细线拉直,让非磁性摆球从\(MN\)上的\(A\)点由静止释放,与其摆至另一侧最高点时,观察其位置是否在水平线上,从而验证摆球在此过程中在误差范围内机械能是否守恒.

              \(①\)为进行多次实验验证,该同学通过调整________然后再次重复实验.

              \(②\)在实验中,该同学发现小球摆至右侧最高点时位置总比水平线\(MN\)略低,造成该结果的原因是________\((\)写出一条即可\()\).

              \((3)①\)如图是某同学连接的实验电路实物图\(.\)若\(L_{1}\)、\(L_{2}\)灯都不亮,他采用下列两种方法进行故障检查,应用多用电表的直流电压挡进行检查,那么选择开关应置于________量程.

              A.直流电压\(2.5V\)

              B.直流电压\(10V\)

              C.直流电压\(50V\)

              D.直流电压\(250V\)

              \(②\)该同学测试结果如表\(1\)所示,在测试\(a\)、\(b\)间电压时,红表笔应接触\((\)填“\(a\)”或“\(b\)”\().\)根据测试结果,可以判定出故障是________.

              表\(1\)

              测试点

              电压示数

              \(a\)、\(b\)

              有示数

              \(e\)、\(d\)

              无示数

              \(d\)、\(f\)

              有示数

              A.灯\(L_{1}\)短路

              B.灯\(L_{2}\)短路

              C.\(cd\)段断路

              D.\(df\)段断路

              \(③\)将开关断开,再选择欧姆挡测试,测量结果如表\(2\)所示,那么进一步检查出现的故障是\((\)   \()\)

              表\(2\)

              测试点

              表针偏转情况

              \(c\)、\(d\)

              \(d\)、\(c\)

              \(e\)、\(d\)

              A.灯\(L_{1}\)断路

              B.灯\(L_{2}\)断路

              C.灯\(L_{1}\)、\(L_{2}\)都断路

              D.\(de\)间导线断路

            • 7.

              \((1)\)如图所示,在光滑的水平面上,质量为\(m\)的小球\(A\)以速率\(v_{0}\)向右运动时与静止的等质量的小球\(B\)发生碰撞,碰后两球粘在一起,则碰后两球的速率\(v=\)________;碰撞过程中损失的机械能\(ΔE=\)________.

              \((2)\)某同学“探究加速度与物体合力的关系”的实验装置如图所示,图中\(A\)为小车,质量为\(m_{1}\),连接在小车后面的纸带穿过打点计时器\(B\),它们均置于水平放置的一端带有定滑轮的固定长木板上,\(P\)的质量为\(m_{2}\),\(C\)为弹簧测力计\(.\)实验时改变\(P\)的质量,读出测力计的示数\(F\),不计轻绳与滑轮、滑轮与轮轴的摩擦,和滑轮的质量.

              \(①\)下列说法正确的是

              A.实验中\(m_{2}\)应远小于\(m_{1}\)

              B.长木板必须保持水平

              C.实验时应先接通电源后释放小车

              D.小车运动过程中测力计的读数为\(\dfrac{{{m}_{2}}g}{2}\)

              \(②\)下图是实验过程中得到的一条纸带,\(O\)、\(A\)、\(B\)、\(C\)、\(D\)为选取的计数点,相邻的两个计数点之间有四个点没有画出,各计数点到\(O\)点的距离分别为:

              \(8.00cm\)、\(17.99cm\)、\(30.00cm\)、\(44.01cm\),若打点计时器的打点频率为\(50Hz\),则由该纸带可知小车的加速度大小为________\(m/s^{2}(\)结果保留三位有效数字\()\).

              \(③\)实验时,某同学由于疏忽,遗漏了平衡摩擦力这一步骤,他测量得到的\(a-F\)图象可能是下图中的图线________

              \((3)\)一位同学想测量一个有清晰刻度,但没有示数、量程、内电阻未知的电流表\(Ax\),为了测量电流表\(Ax\)的量程和内电阻,可以使用的实验器材如下:

              A.电源\((\)电动势约\(4V\),内电阻忽略不计\()\)

              B.待测电流表\(A_{x}(\)量程和内电阻未知\()\)

              C.标准电流表\(A_{0}(\)量程\(0.6A\),内电阻未知\()\)

              D.电阻箱\((\)阻值范围\(0~999.9Ω)\)

              E.滑动变阻器\((\)阻值为\(0~20Ω)\)

              F.滑动变阻器\((\)阻值为\(0~20kΩ)\)

              G.开关\(S\)和导线若干

              该同学的实验操作过程为:

              \(①\)将实验仪器按图所示电路连接,滑动变阻器\(R_{0}\)应选________\((\)选填仪器前的字母序号\()\);

              \(②\)将电阻箱\(R_{1}\)的阻值凋至最大,将滑动变阻器的滑片\(P\)移至某一位置,闭合开关\(S\);接着调节电阻箱,直至电流表\(A_{x}\)满偏,记录此时电阻箱的阻值和标准电流表\(A_{0}\)的示数;

              \(③\)移动滑片\(P\)至滑动变阻器的另一位置,再次调节电阻箱\(R_{1}\)直至电流表\(A_{x}\)满偏,记录此时电阻箱的阻值和标准电流表\(A_{0}\)的示数;

              \(④\)重复步骤\(③3~5\)次;

              \(⑤\)该同学记录了各组标准电流表\(A_{0}\)的示数\(I\)和电阻箱的阻值\(R_{1}\)的数据,并作出\(I-\dfrac{1}{{{R}_{1}}}\)图线;

              \(⑥\)根据图线可以求得电流表\(A_{x}\)的量程为________\(A\),内电阻为________\(Ω.\)将电流表\(A_{x}\)与一个阻值为________\(Ω\)的电阻串联就可以组成量程为\(3V\)的电压表.

            • 8.
              【物理选做】(1)(5分)下列说法正确的是         (选对一个得2分,选对两个得4分,选对三个得5分每错一个扣3分,最低得分0分)

               A.玻尔原子理论将量子概念引入原子领域,提出了定态和跃迁的概念,成功的解释了氢原子光谱实验规律

               B.原子核内部某个中子转变为质子和电子,产生的电子从原子核中发射出来,即β衰变

               C.铀核裂变的核反应可表示为

               D.紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应,则当增大紫外线的照射强度时,从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大

               E.质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3,质子和中子结合成一个α粒子,释放的能量是(2m1+2m2-m3)c2,c为光速

              (2)(10分)如图所示,质量为m=1kg的滑块,以5m/s的水平初速度滑上静止在光滑水平面的平板小车,若小车质量M=4kg,平板小车足够长,滑块在平板小车上滑移1s后相对小车静止。重力加速度g取10m/s2,不计滑块的大小。求:

              ① 滑块与平板小车之间的动摩擦因数;              

              ② 欲使滑块不从平板车上滑落,平板车至少应多长?             

            • 9.
              (1)关于天然放射性,下列说法正确的         。(填正确答案标号.选对1个得3分,选对2个得4分,选对3个得6分。每选错一个扣3分,最低得分为0分)

              A.所有元素都有可能发生衰变

              B.放射性元素的半衰期与外界的温度无关

              C.放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性

              D.α、β和γ三种射线中,γ射线的穿透能力最强

              E.一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线

              (2)如图,质量分别为mA、mB的两个弹性小球A、B静止在地面上方,B球距离地面的高度h=0.8m,A球在B球的正上方,先将B球释放,经过一段时间后再将A球释放。当A球下落t=0.3s时,刚好与B球在地面上方的P点处相碰。碰撞时间极短。碰后瞬间A球的速度恰好为零。已知mB=3mA,重力加速度大小g=10m/s2,忽略空气阻力及碰撞中的动能损失。求

              (1)B球第一次到达地面时的速度;

              (2)P点距离地面的高度。

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