如图甲所示的坐标系中,第四限象内存在垂直于纸面向里的有界匀强磁场,x方向的宽度OA=20
cm,y方向无限制,磁感应强度B
=1×10
-4T.现有一比荷为
=2×10
11C/kg的正离子以某一速度从O点射入磁场,α=60°,离子通过磁场后刚好从A点射出.
(1)求离子进入磁场B
的速度的大小;
(2)离子进入磁场B
后,某时刻再加一个同方向的匀强磁场,使离子做完整的圆周运动,求所加磁场磁感应强度的最小值;
(3)离子进入磁场B
后,再加一个如图乙所示的变化磁场(正方向与B
方向相同,不考虑磁场变化所产生的电场),求离子从O点到A点的总时间.
考点分析:
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如图所示,Ⅰ、Ⅱ区域是宽度均为L=0.5m的匀强磁场,磁感应强度大小B=1T,方向相反.一边长L=0.5m、质量m=0.1kg、电阻R=0.5Ω的正方形金属线框,在外力作用下,以初速度v
=10m/s匀速穿过磁场区域.
(1)取逆时针方向为正,作出i-t图象;
(2)求线框穿过磁场区域的过程中外力做的功;
(3)若不施加外力,确定线框最终停止的位置.
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杭州滨江区的白金海岸小区吴菊萍徒手勇救小妞妞,被誉为“最美妈妈”. 设妞妞的质量m=10kg,从离地h
1=28.5m高的阳台掉下,下落过程中空气阻力约为本身重力的0.4倍;在妞妞开始掉下时,吴菊萍立刻从静止开始匀加速奔跑水平距离S=9m到达楼下,张开双臂在距地面高度为h
2=1.5m处接住妞妞,缓冲到地面时速度恰好为零,缓冲过程中的空气阻力不计.g=10m/s
2.求:
(1)妞妞在被接到前下落的时间;
(2)吴菊萍跑到楼下时的速度;
(3)在缓冲过程中吴菊萍对妞妞做的功.
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【选做题】本题包括A、B、C三小题,请选定其中两题,并在相应的答题区域内作答,若三题都做,则按A、B两题评分.
A.(选修模块3-3)
(1)如图1所示,一定质量的理想气体分别在温度T
1和T
2情形下做等温变化的p-V图象,则下列关于T
1和T
2大小的说法,正确的是______.
A.T
1大于T
2B.T
1小于T
2C.T
1等于T
2D.无法比较
(2)如图2甲所示,将封有一定质量空气的密闭塑料袋从海拔500m、气温为18℃的山脚下带到海拔3200m、气温为10℃的山顶上,情形如图乙所示.图______(选填“甲”或“乙”)中袋中气体分子平均动能大.从甲图到乙图过程中,袋内气体减小的内能______(选填“大于”、“等于”或“小于”)气体放出的热量.
(3)如图3所示,IBM的科学家在铜表面将48个铁原子排成圆圈,形成半径为7.13nm的“原子围栏”,相邻铁原子间有间隙.估算原子平均间隙的大小.结果保留一位有效数字.已知铁的密度7.8×10
3kg/m
3,摩尔质量是5.6×10
-2kg/mol,阿伏加德罗常数N
A=6.02×10
23mol
-1.
B.(选修模块3-4)
(1)列车静止时,车厢长度与沿轨道方向排列的相邻电线杆间距离相等.当列车以接近光速行驶,车上的乘客观测车厢长度与相邻电线杆间距离,所得出的结论是______.
A.车厢长度大于相邻电线杆间距离
B.车厢长度小于相邻电线杆间距离
C.向前观测时车厢长度小于相邻电线杆间距离
D.向后观测时车厢长度小于相邻电线杆间距离
(2)湖面上停着一条船,一个人观测到每隔5s有一个波峰经过这条船,相邻波峰间的距离是60m.这列波的频率是______Hz,水波的波速是______m/s.
(3)如图所示,在一厚度为d的门中安放一长度与门厚度相同的玻璃圆柱体,其直径为l.玻璃圆柱体的折射率为
,且l=2d.求从右侧中心点P通过玻璃圆柱体能看到门外的角度范围.
C.(选修模块3-5)
(1)原子核的比结合能与核子数的关系如图1所示.核子组合成原子核时______.
A.小质量数的原子核质量亏损最大
B.中等质量数的原子核质量亏损最大
C.大质量数的原子核质量亏损最大
D.不同质量数的原子核质量亏损相同
(2)在核反应堆中用石墨做慢化剂使中子减速,中子以一定速度与静止碳核发生正碰,碰后中子反向弹回,则碰后碳核的运动方向与此时中子运动的方向______(选填“相反”或“相同”),碳核的动量______(选填“大于”、“等于”或“小于”) 碰后中子的动量.
(3)氢原子的能级如图2所示.原子从能级n=3向n=1跃迁所放出的光子,正好使某种金属材料产生光电效应.有一群处于n=4能级的氢原子向较低能级跃迁时所发出的光照射该金属.求该金属的截止频率和产生光电子最大初动能的最大值.普朗克常量h=6.63×10
-34J•s,结果保留两位有效数字.
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一实验小组准备探究某种元件Q的伏安特性曲线,他们设计了如图所示的电路图.请回答下列问题:
(1)请将图中的实物连线按电路图2补充完整.
(2)考虑电表内阻的影响,该元件电阻的测量值______(选填“大于”、“等于”或“小于”)真实值.
(3)在电路图中闭合开关S,电流表、电压表均有示数,但无论怎样移动变阻器滑动片,总不能使电压表的示数调为零.原因可能是图中的______(选填a、b、c、d、e、f)处接触不良.
(4)实验测得表格中的7组数据.请在坐标纸上作出该元件的I-U图线.
序号 | 电压/V | 电流/A |
1 | 0.00 | 0.00 |
2 | 0.40 | 0.02 |
3 | 0.80 | 0.05 |
4 | 1.20 | 0.12 |
5 | 1.60 | 0.20 |
6 | 2.00 | 0.31 |
7 | 2.40 | 0.44 |
(5)为了求元件Q在I-U图线上某点的电阻,甲同学利用该点的坐标I、U,由R=
求得.乙同学作出该点的切线,求出切线的斜率k,由R=
求得.其中______(选填“甲”、“乙”)同学的方法正确.
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如图所示为“探究加速度与物体受力与质量的关系”实验装置图.图中A为小车,B为装有砝码的小桶,C为一端带有定滑轮的长木板,小车通过纸带与电火花打点计时器相连,计时器接50H
Z交流电.小车的质量为m
1,小桶(及砝码)的质量为m
2.
(1)下列说法正确的是______.
A.每次改变小车质量时,应重新平衡摩擦力
B.实验时应先释放小车后接通电源
C.本实验m
2应远大于m
1D.在用图象探究加速度与质量关系时,应作a-
图象
(2)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,可能是图1中的图线______.(选填“甲”、“乙”、“丙”)
(3)如图2所示为某次实验得到的纸带,纸带中相邻计数点间的距离已标出,相邻计数点间还有四个点没有画出.由此可求得小车的加速度大小______m/s
2.(结果保留二位有效数字)
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