1、23. ( 18 分)如圖所示為某種質譜儀的結構示意圖。其中加速電場的電壓為U,靜電分析器中與圓心 0等距各點的電場強度大小相同，方向沿徑向指向圓心0。磁分析器中以 0為圓心、圓心角為 90°的扇形區域內，分布著方向垂直于紙面的勻強磁場，其左邊界與靜電分析器的右邊界平行。由離子源發出一個質量為m電荷量為q的正離子(初速度為零，重力不計)，經加速電場加速后，從M點沿垂直于該點的場強方向進入靜電分析器，在靜電分析器中，離子沿半徑為R的四分之一圓弧軌道做勻速圓周運動，并從N點射出靜電分析器。而后離子由 P點沿著既垂直于磁分析器的左邊界，又垂直于磁場方向射入磁分析器中，最后離子 沿垂直于磁分

2、析器下邊界的方向從Q點射出，并進入收集器。測量出 Q點與圓心O的距離為do(1) 求靜電分析器中離子運動軌跡處電場強度E的大小；(2) 求磁分析器中磁場的磁感應強度B的大小和方向；(3) 通過分析和必要的數學推導，請你說明如果離子的質量為0.9 m電荷量仍為q,其他條件不變， 這個離子射出電場和射出磁場的位置是否變化。西口離子游海淀11E5-20.靜止在光滯水平而上的枷陥 受到水平外力尸作用，尸隨時 佰膠正弦規律變化、如團5用示.則&外力尸在上到靶時1司內對啟負咖B. 外力F在上封并時寸物體歷沖童為零“c. SatK在耳到嚴時間內的動量蠟瞬洽卜.回方向不曼." D*韌體在；到

3、，時閭內的儻移大幻一定大于b到巾時內 的位移大小*24. (功分)在水平地面上方的足夠大的真空宣內存在If勻強電場和勻強BE場共存的區域. 且電場與陋場的方向楝平行，在距壽水平地面的墓一高匿處荷一個帝“拘,ffi 量溝旳的帶負電的質點.讀垂頁于電垢芳向的水平初謹廈壯進入該真空室內 取靈力加 遠度溝®求 »(1) 若要湊帶電質點進人真空室后做半徑為R朗勻運動.求晦應強度禺的大 小及所有可能的方向*亠(2) 當麴越強度的大小變為B時，為保證帝幀點進入真空宣后做勻速直銭運動. 求此時電場強度疋的大小和方佝應満足的條件"(3) 若帶電虜點在満足驀(2)間條時下運動到空中某

4、一位點時立即敝去磁場，此 后運動到空中另一位覺Y點時的連匿大小為求胚X兩點閭時豎直高匿M及窓LV23. ( 18分)回旋加速器是用來加速帶電粒子的裝置，如圖一 18所示。它的核心部分是兩個 D形金屬盒, 兩盒相距很近(縫隙的寬度遠小于盒半徑)，分別和高頻交流電源相連接，使帶電粒子每通過縫隙時恰好在最大電壓下被加速。兩盒放在勻強磁場中，磁場方向垂直于盒面，帶電粒子在磁場中做圓周運 動，粒子通過兩盒的縫隙時反復被加速，直到最大圓周半徑時通過特殊裝置被引出。若D形盒半徑為R，所加磁場的磁感應強度為B。設兩D形盒之間所加交流電壓的最大值為U，被加速的粒子為:-粒子，其質量為 m、電荷量為q。粒子從D形

5、盒中央開始被加速(初動能可以被忽略)，經若干次加速后，:粒子從D形盒邊緣被引出。求：甜一劇(1) _：i粒子被加速后獲得的最大動能Ek ；(2) 粒子在第n次加速后進人一個 D形盒中的回旋半徑與緊接著第n+1次加速后 進入另一個D形盒后的回旋半徑之比；(3) 粒子在回旋加速器中運動的時間；(4) 若使用此回旋加速器加速氘核，要想使氘核獲得與:-粒子相同的動能，請你通 過分析，提出一種簡單可行的辦法。2011年北京西城一模理綜物理部分 2011.420.如圖所示，AB是圓O的一條直徑，OC為圓的半徑，/ AOC=90°圓O所 在空間有一勻強電場。相同的帶正電的粒子，以相同的初動能 Ek

6、0沿不同方向從A點出發，能夠經過圓周上其他一些點，其中經過B點的粒子的動能為1.5 Ek0，經過C點的粒子的動能為 2 Ek0。不計粒子所受重力及粒子間相 互作用的影響。下列說法中正確的是A .經過C點的粒子的動能一定比經過圓周上其他點的粒子的動能大B .經過C點的粒子的動能一定比經過圓周上其他點的粒子的動能小C .無論粒子在 A點的速度方向如何，圓周上總有些位置粒子無法達到D .改變粒子在 A點的速度方向，總能使圓周上任何位置都有粒子達到24. ( 20分)火車車廂之間由車鉤連接，火車起動前車鉤間都有間隙。不妨將火車的起動簡化成如圖所示 的情景：在光滑水平面上有 19個靜止的質量均為 m的木

7、箱，自右向左編號依次為0、1、2、3、18, 相鄰木箱之間由完全非彈性的鉤子連接，當鉤子前后兩部分相碰時，與鉤子相連的兩木箱速度立 即變為相等。所有木箱均靜止時，每一個車鉤前后兩部分間的距離都為L。(1 )若只給第0號木箱一個水平向右的初速度u，求第18號木箱剛運動時速度的大小；(2 )若從某時刻開始，持續對第0號木箱施加向右的水平恒力F，使木箱從靜止開始運動，求(i) 第1號木箱剛運動時速度的大小；(ii) 從施加恒力F到第18號木箱開始運動經歷的時間。19.20.北京高考二模理綜模擬試題物理部分(東城區)如圖所示，單擺擺球的質量為 運動到最低點B時的速度為v,則m,做簡諧運動的周期 T,擺

8、球從最大位移 A處由靜止開始釋放，擺球(A 擺球從A運動到B的過程中重力的平均功率為B .擺球從A運動到B的過程中重力的沖量為 C .擺球運動到B時重力的瞬時功率是 mgvmv2mvT1mv2如圖所示，甲、乙都是完全相同的閉合正方形導線框，a、同的兩個勻強磁場區域，只是 a區域到地面的高度比 b高D .擺球從A運動到B的過程中合力做的功為b是邊界范圍、磁感應強度大小和方向都相 -些。甲、乙線框分別從磁場區域的正上方相同高度處同時由靜止釋放，穿過磁場后落到地面。下落過程中線框平面始終保持與磁場方向垂直。 以下說法正確的是()甲I* T,* H* 丫itTTr h !b"illriV B

9、q乙口A .落地時甲框的速度比乙框小 B .落地時甲框的速度比乙框大C .落地時甲乙兩框速度相同D 穿過磁場的過程中甲、乙線框中產生熱量相同(18 分)如圖所示，間距為L、電阻為零的U形金屬豎直軌道，固定放置在磁感應強度為 B的勻強磁場中, 磁場方向垂直紙面里。豎直軌道上部套有一金屬條be, be的電阻為R,質量為2m,可以在軌道上無摩擦滑動，開始時被卡環卡在豎直軌道上處于靜止狀態。在be的正上方高H處，自由落下一質量為m的絕緣物體，物體落到金屬條上之前的瞬問，卡環立即釋改，兩者一起繼續下落。設金屬條與導軌 的摩擦和接觸電阻均忽略不計，豎直軌道足夠長。求：(1) 金屬條開始下落時的加速度；(2

10、) 金屬條在加速過程中，速度達到vi時，be對物體m的支持力；(3) 金屬條下落h時，恰好開始做勻速運動，求在這一過程中感應電流產生的熱量。24. (20 分)為了研究過山車的原理，物理小組提出了下列的設想：取一個與水平方向夾角為37 °、長為L=2.0m的粗糙的傾斜軌道 AB，通過水平軌道 BC與豎直圓軌道相連，出口為水平軌道 DE，整個軌道除 AB 段以外都是光滑的。其中AB與BC軌道以微小圓弧相接，如圖所示。一個小物塊以初速度v0 =4.0m/s,從某一高處水平拋出，到 A點時速度方向恰沿 AB方向，并沿傾斜軌道滑下。已知物塊與傾斜軌道的動摩擦因數J 二 0.50. (g 取

11、10m/s1 2,sin37 二 0.60,cos37 二 0.80)19. 如圖所示，一些商場安裝了智能化的自動扶梯。為了節約能源，在沒有乘客乘行時，自動扶梯以較小 的速度勻速運行，當有乘客乘行時自動扶梯經過先加速再勻速兩個階段運行。則電梯在運送乘客的過20.矩形線框abed在勻強磁場中靜止不動, 磁場方向與線框平面垂直，磁感應強度 B隨時間t變化的圖象如圖甲所示。設AB圖乙:X X X X X X M:X X X X X XB 乘客經歷先超重再失重C .乘客對扶梯的作用力先指向右下方， 再豎直向下D 扶梯對乘客的作用力始終豎直向上t=0時刻，磁感應強度的方向垂直紙面向 里，則在04s時間內

12、，圖乙中能正確表 示線框ab邊所受的安培力F隨時間t變化 的圖象是(規定ab邊所受的安培力方向向23. ( 18 分)如圖甲所示，兩平行金屬板間接有如圖乙所示的隨時問t變化的交流電壓 u。金屬板間電場可看作均勻，且兩板外無電場，板長L=0.2m，板間距離d=0.1m。在金屬板右側有一邊界為MN的區域足夠大的勻強磁場，MN與兩板中線 00 '垂直，磁感應強度B=5 X 10-3t ,方向垂直紙面向里。現有帶正電的粒子流沿兩板中線00 '連續射人電場中，已知每個粒子的速度v°=i05m/s,比荷=108Cm/ kg,重力忽略不計，在每個粒子通過電場區域的極短時間內，電場可

13、視為恒定不變。求：(1) 帶電粒子剛好從極板邊緣射出時兩金屬板問的電壓；(2) 帶電粒子進入磁場時粒子最大速度的大小；(3) 證明：任意時刻從電場射出的帶電粒子，進入磁場時在 MN上的人射點和出磁場時在 MN上的出 射點間的距離為定值，并計算出兩點問的距離。24. （ 20 分）如圖所示，de和fg是兩根足夠長且固定在豎直方向上的光滑金屬導軌，導軌間距 離為L、電阻忽略不計。在導軌的上端接電動勢為E、內阻為r的電源。一質量為m、電阻為R的導體棒以ab水平放置于導軌下端 e、g處，并與導軌始終接觸良好。導體棒與金屬導軌、電源、開關構成閉合回路， 整個裝置所處平面與水平勻強磁場垂直，磁場的磁感應強

14、度為B,方向垂直于紙面向外。已知接通開關S后，導體棒ab由靜止開始向上加速運動。求：（1） 導體棒ab剛開始向上運動時的加速度以及導體棒ab所能達到的最大速度；（2）導體棒ab達到最大速度后電源的 輸出功率；（3） 分析導體棒ab達到最大速度后的一段時間 t內，整個同路中能量是怎樣轉化的？并證明能量守恒。E ri s712011年北京高考二模理綜模擬試題（西城區）19 歐洲強子對撞機在 2010年初重新啟動，并取得了將質 子加速到1.18萬億ev的階段成果，為實現質子對撞打 下了堅實的基礎。質子經過直線加速器加速后進入半徑 一定的環形加速器，在環形加速器中，質子每次經過位 置A時都會被加速（圖

15、1），當質子的速度達到要求后, 再將它們分成兩束引導到對撞軌道中，在對撞軌道中兩 束質子沿相反方向做勻速圓周運動，并最終實現對撞（圖2）。質子是在磁場的作用下才得以做圓周運動的。 下列說法中正確的是（）A 質子在環形加速器中運動時，軌道所處位置的磁場會逐漸減小 B 質子在環形加速器中運動時，軌道所處位置的磁場始終保持不變 C 質子：在對撞軌道中運動時，軌道所處位置的磁場會逐漸減小 D 質子在對撞軌道中運動時，軌道所處位置的磁場始終保持不變m的小球A以速度Vo靠近B,并與B20. 如圖所示，質量為 m2的小球B靜止在光滑的水平面上，質量為發生碰撞，碰撞前后兩個小球的速度始終在同一條直線上。A、B

16、兩球的半徑相等，且碰撞過程沒有機械能損失。當、v0 一定時，若 m2越大，則A.碰撞后A的速度越小B .碰撞后A的速度越大C .碰撞過程中B受到的沖量越小D .碰撞過程中A受到的沖量越大3323. (18分)利用水流和太陽能發電，可以為人類提供清潔能源。水的密度? =1.0 10 kg/m，太陽光垂直照射到地面上時的輻射功率P0 =1.0 103W / m2，地球表面的重力加速度取g=10m/s2。(1) 三峽水電站發電機輸出的電壓為18kV。若采用500kV直流電向某地區輸電 5.0X 106kW，要求輸電線上損耗的功率不高于輸送功率的5%,求輸電線總電阻的最大值；(2) 發射一顆衛星到地球

17、同步軌道上(軌道半徑約為地球半徑的6.6 2 11 )利用太陽能發電，然后 通過微波持續不斷地將電力輸送到地面，這樣就建成了宇宙太陽能發電站。求衛星在地球同步軌道上向心加速度的大小；(3) 三峽水電站水庫面積約1.0X 109m2,平均流量Q=1.5 x l04m3/s,水庫水面與發電機所在位置的平均高度差h=IOOm，發電站將水的勢能轉化為電能的總效率j =60%。在地球同步軌道上，太陽光垂直照射時的輻射功率為10P。太陽能電池板將太陽能轉化為電能的效率2=20 %,將電能輸送到地面的過程要損失50%。若要使(2)中的宇宙太陽能發電站的發電能力與三峽電站相當，衛星上太陽能電池板的面積至少為影

18、大？2 0 .如圖，若x軸表示時間，y軸表示位置，則該圖像反映了某質點做勻速直線運動時，位置與時間的 關系。若令x軸和y軸分別表示其他的物理量，則該圖像又可以反映在某種情況下，相應的物理量之間的 關系。下列說法中正確的是A.若x軸表示時間，y軸表示動能，則該圖像可以反映某物體受恒定合外力作用做直線運動過程中，物 體動能與時間的關系E.若x軸表示頻率，y軸表示動能，則該圖像可以反映光電效應中，光電子最大初動能與入射光頻率之 間的關系C. 若x軸表示時間，y軸表示動量，則該圖像可以反映某物體在沿運動方向的恒定 合外力作用下，物體動量與時間的關系D. 若x軸表示時間，y軸表示感應電動勢，則該圖像可以

19、反映靜置于磁場中的某閉 合回路，當磁感應強度隨時間均勻增大時，閉合回路的感應電動勢與時間的關系23. (18 分)利用霍爾效應制作的霍爾元件以及傳感器，廣泛應用于測量和自動控制等領域。如圖1,將一金屬或半導體薄片垂直至于磁場B中，在薄片的兩個側面 a、b間通以電流I時，另外兩側c、f間產生電勢差，這一現象稱霍爾效應。其原因是薄片中的移動電荷受洛倫茲力的作用相一側偏轉和積累，于是 C、f間建立起電場e h,同時產生霍爾電勢差u h。當電荷所受的電場力與洛倫茲力處處IB相等時，E H和u H達到穩定值，u H的大小與I和B以及霍爾元件厚度 d之間滿足關系式Uh =印 一, d其中比例系數R H稱為

20、霍爾系數，僅與材料性質有關。(1) 設半導體薄片的寬度 (C、f間距)為丨，請寫出u h和Eh的關系式；若半導體材料是電子導電的,請判斷圖1中C、 f哪端的電勢高；(2) 已知半導體薄片內單位體積中導電的電子數為n,電子的電荷量為e,請導出霍爾系數Rh的表達 式。(通過橫截面積S的電流 I =nevS，其中V是導電電子定向移動的平均速率)；(3) 圖2是霍爾測速儀的示意圖，將非磁性圓盤固定在轉軸上，圓盤的周邊等距離地嵌裝著m個永磁 體，相鄰永磁體的極性相反。霍爾元件置于被測圓盤的邊緣附近。當圓盤勻速轉動時，霍爾元件 輸出的電壓脈沖信號圖像如圖3所示。a 若在時間t內，霍爾元件輸出的脈沖數目為P

21、，請導出圓盤轉速 N的表達式。b 利用霍爾測速儀可以測量汽車行駛的里程。除除此之外，請你展開“智慧的翅膀”，提出另一個實例或設想。2 4.(20 分)雨滴在穿過云層的過程中，不斷與漂浮在云層中的小水珠相遇并結合為一體，其質量逐漸增大。現將上述過程簡化為沿豎直方向的一系列碰撞。已知雨滴的初始質量為 m0,初速度為v0,下降距離丨后于靜止的小水珠碰撞且合并， 質量變為m,。此后每經過同樣的距離 丨后，雨滴均與靜止的小水珠碰撞且合并，質量依次為 m2、譏mn(設各質量為已知量)。不計空氣阻力。(1) 若不計重力，求第 n次碰撞后雨滴的速度 Vn ；(2) 若考慮重力的影響，a.求第1次碰撞前、后雨滴

22、的速度v1和V ;b.求第n次碰撞后雨滴的動能1 mnVn2。20 某個由導電介質制成的電阻截面如圖所示。導電介質的電阻率為p、制成內、外半徑分別為 a和b的半球殼層形狀（圖中陰影部分），半徑為a、電阻不計的球形電極被嵌入導電介質的球心為一個引出電極，在導電介質的外層球殼上鍍上一層電阻不計的金屬膜成為另外一個電極。設該電阻的阻值為R。下面給出R的四個表達式中只有一個是合理的, 對下列表達式的合理性做出判斷。根據你的判斷,你可能不會求解R，但是你可以通過一定的物理分析, R的合理表達式應為（）(b a)2 二 ab(b -a)2 二 abC.2二(b - a)Pab2二(b a)24. （20 分）（1） 如圖，在水平地面上固定一個內側長為L、質量為M的薄壁箱子。光滑的物塊 B的質量為m,長為丄，其左端有一光滑小槽，槽內裝有輕質彈簧。開始時，使B緊貼Ai壁，彈簧處于壓縮狀2態，其彈性勢能為 Ep。現突然釋放彈簧，滑塊B被彈開。假設彈簧的壓縮量較小，恢復形變所用的時間可以忽略。求滑塊 B到達A2壁所用的時間。（2） a.現將箱子置于光滑的水平地面上而不固定，仍使B緊貼Ai壁，彈簧處于壓縮狀態，其彈性勢能為Ep,整個系統處于靜止狀態。現突然釋放彈簧，滑塊