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質(zhì)譜儀是一種分析同位素的重要工具，它的構(gòu)造原理如圖所示。離子源S產(chǎn)生質(zhì)量為m、電荷量為q的鉀離子，離子出來時(shí)速度很小，可視為零。離子經(jīng)過電勢差為U的電場加速后，沿著與磁場垂直的方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，經(jīng)半圓周到達(dá)照相底片上的P點(diǎn)。

(1)求粒子進(jìn)入磁場時(shí)的速度；
(2)求P點(diǎn)到入口S₁的距離x；
(3)在實(shí)驗(yàn)過程中由于儀器不完善，加速電壓在平均值U附近變化U，求需要以多大相對精確度U/U維持加速電壓值，才能使鉀39、鉀41的同位素束在照相底片上不發(fā)生覆蓋。

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（2008?湛江二模）如圖所示，足夠長的光滑平行導(dǎo)軌MN、PQ傾斜放置，兩導(dǎo)軌間的距離為L=1.0m，導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角為30°，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面向上，導(dǎo)軌的M、P兩端連接阻值為R=3.5Ω的電阻，金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置，金屬棒ab的質(zhì)量m=0.20kg，電阻r=0.50Ω，并與導(dǎo)軌保持良好接觸．現(xiàn)在ab上作用一恒力F=5.0N，方向垂直于ab并沿導(dǎo)軌平面向上，使金屬棒ab由靜止開始運(yùn)動(dòng)，在M處安裝一個(gè)距離傳感器（圖中未畫出），可以測出金屬棒ab在運(yùn)動(dòng)中離MP的距離與時(shí)間的該關(guān)系，如下表所示．不計(jì)導(dǎo)軌的電阻，取g=10m/s²．求：

時(shí)間t/s	0	0.10	0.20	0.30	0.40	0.50	0.60
棒離MP的距離s/m	0.01	0.06	0.18	0.36	0.61	1.01	1.41

（1）所加磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為多大？
（2）電阻R在0.6s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為多少？

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一、本題共12小題，每小題4分，滿分48分．

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

CD

BC

D

AC

BC

AD

AC

BD

AD

AD

C

C

二、非選擇題部分共9小題，滿分102分.其中13-14題為選做題，考生只能在13、14題中選擇一題作答. 15-21題為必做題，解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位.

選做題

13．（11分）（適合選修3－3（含2－2）模塊的考生）

（1）(4分) BCDH

（2）（7分）解：由圖可知：從A到B是一個(gè)等溫過程，根據(jù)玻意耳定律可得：……………(2分)  帶入數(shù)據(jù)解得：……………(1分)

從B到C是一個(gè)等容過程，  ……………(1分)

【或由，代入數(shù)據(jù)解得：】

由圖可知?dú)怏w從B到C過程為等容變化、溫度升高，……(1分)故氣體內(nèi)能增大，……(1分)由熱力學(xué)第一定律可得該過程氣體吸熱。……………(1分)

14．（11分）（適合選修3－4模塊的考生）

（1）（4分）AEFG

（2）（7分）解：依題由甲圖知該波的波長為……………(1分)

由乙圖知該波的振動(dòng)周期為……………(1分)

設(shè)該波的傳播速度為V，有……………(1分)

又由乙圖知，P點(diǎn)在此時(shí)的振動(dòng)方向向上，……………(1分)

所以該波的傳播方向水平向左�！�…………(2分)

必做題

15.（16分）（1）①天平   刻度尺   小木塊

②具體操作是：平衡摩擦力，先將小沙桶和滑塊的連線斷開，用小木塊將長木板的左端稍稍墊起，直至輕推滑塊，打下點(diǎn)距分布均勻的紙帶為止．

應(yīng)控制的實(shí)驗(yàn)條件是：實(shí)驗(yàn)中保持．

③       

（2）①（4分）作a-1/M圖，如圖 

②（1分）加速度、質(zhì)量

③（2分）AC

16．（12分）

（1）（4分）電路圖如圖，因?yàn)殡娫措妱?dòng)勢E = 1.5V，而電壓表量程為10V，讀數(shù)不明顯，所以不選電壓表。已知內(nèi)阻的電流表可測電壓，所以選用A₁或A₂測電壓，R₂的電阻約為20Ω，題中要求測多組數(shù)據(jù)，故采用分壓接法，電路圖如圖所示。

（2）（4分）實(shí)物連接如圖（略）

（3）（4分）因?yàn)?sub>

所以，得，

式中：I₁為A₁的讀數(shù)，I₂為A₂的讀數(shù)，r₁為A₁的內(nèi)阻，r₂為A₂的內(nèi)阻，L₀為金屬絲的長度，D為金屬絲的直徑。

17.（15分）解：以上結(jié)果是不正確的。因?yàn)榈厍虺嗟辣砻娴奈矬w隨地球作圓周運(yùn)動(dòng)的向心力并不是物體所受的萬有引力，而是萬有引力與地面對物體支持力的合力�！�…………(3分)

正確解答如下：地球赤道表面的物體隨地球自轉(zhuǎn)的周期為T，軌道半徑為R，所以線速度大小為：……………(4分)

(2)①可估算地球的質(zhì)量M，設(shè)同步衛(wèi)星的質(zhì)量為m，軌道半徑為，周期等于地球自轉(zhuǎn)的周期為T，由牛頓第二定律有：……………(3分)

所以……………(1分)

②可估算同步衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)線速度的大小，由①知地球同步衛(wèi)星的周期為T，軌道半徑為，所以……………(4分)

【或：萬有引力提供向心力……………(1分)

對地面上的物體有：……………(1分)，所以得：……(2分)】

18.（16分）解：（1）由表中數(shù)據(jù)可以看出ab棒最終將勻速運(yùn)動(dòng)，且勻速運(yùn)動(dòng)速度為：   ①……………(2分)

金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為：   ②……………(2分)

回路中感應(yīng)電流為：   ③……………(1分)

金屬棒受到的磁場力為：    ④……………(1分)

棒受力如圖所示，由平衡條件得：   ⑤……………(1分)

聯(lián)立①---⑤式并代入數(shù)據(jù)解得：  ⑥……………(2分)

(2)在0.6S內(nèi)金屬棒運(yùn)動(dòng)的距離為： ⑦……………(1分)

設(shè)回路產(chǎn)生的總熱量為Q，由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律得，⑧…(2分)

在回路中產(chǎn)生的熱量與電阻成正比，所以  ⑨……………(2分)

聯(lián)立⑦⑧⑨并代入數(shù)據(jù)解得：   ⑩……………(2分)

19.（15分）解：由O為AB連線的中點(diǎn), C、D是AB連線上的兩點(diǎn),其中知C、D關(guān)于O點(diǎn)對稱，則……………(2分)

設(shè)滑塊與水平板間的摩擦力大小為f，滑塊從C到D的過程，由動(dòng)能定理：……(2分)且……(1分)  得: …………(1分)

(2)滑塊從O到D的過程，由動(dòng)能定理：

……………(2分)    則……………(1分)

(3)對于小滑塊從C開始運(yùn)動(dòng)到最終在O點(diǎn)停下的整個(gè)過程，由動(dòng)能定理得：……………(2分)  而……………(2分)

得：……………(2分)

20.（17分）解：（1）F=(M+m)a …………（1分）

                μmg=ma  …………（1分）

                F=μ(M+m)g=0.1×(3+1)×10N=4N …………（1分）

（2）小物體的加速度 

木板的加速度   

………（1分）    解得物體滑過木板所用時(shí)間

物體離開木板時(shí)的速度 

（3）若F作用時(shí)間最短，則物體離開木板時(shí)與木板速度相同。設(shè)F作用的最短時(shí)間為t₁，物體在木板上滑行的時(shí)間為t，物體離開木板時(shí)與木板的速度為V

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