如图所示，在竖直平面内放置一长为L、内壁光滑的薄壁玻璃管，在玻璃管的a端放置一个直径比玻璃管直径略小的小球，小球带电荷量为-q、质量为m．玻璃管右边的空间存在着匀强电场与匀强磁场．匀强磁场方向垂直于纸面向外，磁感应强度为B；匀强电场方向竖直向下，电场强度大小为mg/q，场的左边界与玻璃管平行，右边界足够远．玻璃管带着小球以水平速度V
垂直于左边界进入场中向右运动，由于水平外力F的作用，玻璃管进入场中速度保持不变，一段时间后小球从玻璃管b端滑出并能在竖直平面内自由运动，最后从左边界飞离电磁场．运动过程中小球的电荷量保持不变，不计一切阻力，求：
（1）小球从玻璃管b端滑出时的速度大小；
（2）从玻璃管进入磁场至小球从b端滑出的过程中，外力F所做的功；
（3）从玻璃管进入磁场至小球离开场的过程中小球的最大位移．
考点分析：
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德国亚琛工业大学的科研人员成功开发了一种更先进的磁动力电梯升降机，满足上千米摩天大楼中电梯升降的要求．如图所示就是一种磁动力电梯的模拟图，在竖直平面上有两根很长的平行竖直轨道，轨道间有垂直于轨道平面的匀强磁场B
1和B
2，B
1和B
2的大小相等，方向相反，两磁场始终竖直向上作匀速运动．电梯轿厢固定在如图所示的金属框abcd内（电梯轿厢在图中未画出），并且与之绝缘，利用磁场与金属框间的相互作用，使电梯轿厢获得动力．已知电梯载人时的总质量为5.0×10
3kg，金属框垂直轨道的边长L
cd=2.5m，两磁场的宽度均与金属框的边长L
ad相同，金属框整个回路的电阻R=1.0×10
-3Ω，磁场的磁感应强度B
1=B
2=1T，不计轨道及空气阻力，g取10m/s
2．求：
（1）当电梯以某一速度匀速上升时，金属框中的感应电流的大小及图示时刻感应电流的方向．
（2）假设设计要求电梯以v
1=10m/s的速度向上匀速运动，则磁场向上运动速度v应该为多大？
（3）在电梯以v
1=10m/s的速度向上作匀速运动时，为维持它的运动，磁场每秒需提供的总能量．
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2011年3月11日，日本大地震以及随后的海啸给日本带来了巨大的损失．灾后某中学的部分学生组成了一个课题小组，对海啸的威力进行了模拟研究，他们设计了如下的模型：如图甲在水平地面上放置一个质量为m=4kg的物体，让其在随位移均匀减小的水平推力作用下运动，推力F随位移x变化的图象如图乙所示，已知物体与地面之间的动摩擦因数为μ=0.5，g=10m/s
2．
（1）运动过程中物体的最大加速度为多少？
（2）在距出发点什么位置时物体的速度达到最大？
（3）物体在水平面上运动的最大位移是多少？
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本题包括A、B、C三小题，请选定其中的两题，并在相应的答题区域作答．若三题都做，则按A、B两题评分．
A．（1）以下说法正确的是的______
A、液体中的扩散现象是由于外界对液体作用引起的．
B、多晶体沿各个方向的物理性质表现为各向同性．
C、分子间距离为平衡距离时，分子间作用力为零，分子势力能最大．
D、温度相同的物体分子平均动能一定相同，而分子无规则运动的平均速率不一定相同．
（2）给旱区人民送水的消防车停在水平地面上，在缓慢放水的过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间作用力，则胎内______热量（填“吸收”或“放出”），单位时间内单位面积的车胎内壁受到气体分子平均撞击次数不清______（填“增加”、“减少”或“不变”）．
（3）标准状态下气体的摩尔体积为V
=22.4L/mol，请估算教室内空气分子的平均间距d．设教室内的温度为0℃，阿伏加德罗常数NA=6X10
23mol
-1，（要写出必要的推算过程，计算结果保留1位有效数字）．
B．
（1）北京时间2011年3月11日13时46分，在日本东北部宫城县以东太平洋海域发生里氏9.0级地震，地震造成了重大的人员伤亡，下列说法正确的是______
A、震源停止振动时，地震波的传播立即停止．
B、地震波能传播能量．
C、当地震波由海底传播到海水中时地震波的频率不变．
D、地震波与电磁波一样均可以在真空中传播．
（2）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，质点P的振动图象如图乙所示，则这列波的传播速度______m/s，质点P的振动方程为X=______cm．
（3）如图丙所示，一个截面为直角三角形的玻璃砖放在水平面上，折射率n=
．入射光线垂直于AB边从F点射入玻璃砖，经E点折射后到达地面上的P点，已知AE=ED=L，∠ABD=60°，试求光线从F到P所用时间？（光在真空中的速度大小为c）．
C．（1）核能作为一种新能源在现代社会中已不可缺少，但安全是核电站面临的非常严峻的问题．核泄漏中的钚（Pu）是一种具有放射性的超铀元素，钚的危险性在于它对人体的毒性，与其他放射性元素相比钚在这方面更强，一旦侵入人体，就会潜伏人体肺部、骨骼等组织细胞中，破坏细胞基因，提高罹患癌症的风险．已知钚的一种同位素
94239Pu的半衰期为24100年，其衰变方程为
94239Pu→X+
24He+γ，下列有关说法正确的是______
A、X原子核中含有143个中子．
B、100个
94239Pu经过24100年后一定还剩余50个．
C、由于衰变时释放巨大能量，根据E=mC
2，衰变过程总质量增加．
D、衰变发出的γ、放射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力．
（2）氢原子弹的光谱在可见光范围内有四条谱线，其中在靛紫色区内的一条是处于量子数n=4的能级氢原子跃迁到n=2的能级发出的，氢原子的能级如图所示，已知普朗克恒量h=6.63×10
-34J•s，则该条谱线光子的能量为______eV，该条谱线光子的频率为______Hz．（结果保留3位有效数字）
（3）已知金属铷的极限频率为5.15×10
14Hz，现用波长为5.0×10
-7m的一束光照射金属铷，能否使金属铷发生光电效应？若能，请算出逸出光电子的最大初动能．（结果保留2位有效数字）
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在“测定金属的电阻率”的实验中，所用金属丝的电阻约为5Ω．用米尺测出金属丝的长度L，用螺旋测微器测量金属丝直径d，用伏安法测出金属丝的电阻R，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率．
（1）金属丝粗细均匀（横截面为圆形），用螺旋测微器测量其直径d，结果如图1所示，则d=
mm．
（2）实验室备有两节干电池、电建、导线若干及下列器材：
A．电压表V（0～3V，内阻约为10KΩ）
B．电流表A
1（0～0.6A，内阻约为0.5Ω）
C．电流表A
2（0～3A，内阻约为0.1Ω）
D．滑动变阻器R
1 （0～20Ω，1A）
E．滑动变阻器R
2 （0～1000Ω，0.2A）
a．某同学进行电阻测量时，为提高测量的精度，电流表应选
，滑动变阻器应选
．（填器材前对应的序号）
b．该同学实验时实物接线如图2所示，请指出接线中的两处错误：
错误1：
错误2：
（用接线序号表示）
（3）连线正确后，该同学实验中测得的6组电流I、电压U的值已在图3中标出，请在图中作出U-I图线，并求出电阻值R=
（保留2位有效数字）．
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某同学为了研究摩擦力做功，设计了如下的实验：将一个木块放在粗糙的水平长木板上，右侧拴一细线，跨过固定在水平边缘的滑轮与重物连接，木块左侧与穿过打点计时器的纸带相连接，长木板固定在水平试验台上，实验时，木块在重物牵引力下由静止开始向右运动，后因重物落地而做减速运动，下图给出了重物落地后打点计时器打出的一段纸带，纸带中一系列的小黑点是计数点，每相邻两个计数点间还有4个点（图中未画出），计数点间的距离如图所示．打点计时器所用交流电频率为50HZ．
（1）根据纸带提供的数据计算打点计时器在打下A点和B点时木块的速度V
A=
m/s，
V
B=
m/s．（结果保留三位有效数字）
（2）由纸带运动情况可以得出，纸带做减速运动的加速度a的大小a=
m/s
2．
（结果保留三位有效数字）．
（3）若木块的质量m，A，B间距离为l
AB，则木块在AB段克服摩擦力所做功的关系式W
AB=
．（可选用V
A，V
B，m，a，l
AB等物理量表示）
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