高中物理综合题

某地地磁场磁感应强度B的水平分量Bx=0.18×10-4 T，竖直分量By=0.54×0-4 T。求：
(1)地磁场B的大小及它与水平方向的夹角;
(2)在水平面内2.0 m2的面积内地磁场的磁通量Φ。

一列简谐横波沿直线传播，由于此直线上的A、B两质点相距6 m，某时刻t1，A质点处在正的最大位移处，B质点恰处在平衡位置，从这一时刻起，又经过Δt="0.05" s时，A质点恰好回到平衡位置，B质点正好在负的最大位移处，设波的传播方向是由A到B，且波长λ＞6 m，周期T＞Δt，试求这列波的波长、频率和波速.

已知一列简谐横波在t=0时刻的波形图象如图所示，再经过1.1 s时，P点第3次出现波峰.求：

（1）波速v为多少？
（2）由图示时刻起，Q点再经过多长时间第一次出现波峰？

A、B两波相向而行，在某时刻的波形与位置如下图所示.已知波的传播速度为v，图中标尺每格长度为l，在图中画出又经过t=7l/v时的波形.

磁谱仪是测量能谱的重要仪器。磁谱仪的工作原理如图所示，放射源发出质量为、电量为的粒子沿垂直磁场方向进入磁感应强度为的匀强磁场，被限束光栏限制在２的小角度内，粒子经磁场偏转后打到与束光栏平行的感光片上。（重力影响不计）
（１）若能量在（，且）范围内的粒子均垂直于限束光栏的方向进入磁场。试求这些粒子打在胶片上的范围.
(2)实际上，限束光栏有一定的宽度，粒子将在２角内进入磁场。试求能量均为的粒子打到感光胶片上的范围

单位时间内流过管道横截面的液体体积叫做液体的体积流量（以下简称流量）。由一种利用电磁原理测量非磁性导电液体（如自来水、啤酒等）流量的装置，称为电磁流量计。它主要由将流量转换为电压信号的传感器和显示仪表两部分组成。传感器的结构如图所示，圆筒形测量管内壁绝缘，其上装有一对电极和c，a、c间的距离等于测量管内径D，测量管的轴线与a、c的连接方向以及通电线圈产生的磁场方向三者间两两相互垂直。当导电液体流过测量管时，在电极a、c的间出现感应电动势E，并通过与电极连接的仪表显示出液体流量Q。设磁场均匀恒定，磁感应强度为B。

（1）已知，设液体在测量管内各处流速相同，试求E的大小（取3.0）；
（2）一新建供水站安装了电磁流量计，在向外供水时流量本应显示为正值。但实际显示却为负值。经检查，原因是误将测量管接反了，既液体由测量管出水口流入，从如水口流出。因为已加压充满管道。不便再将测量管拆下重装，请你提出使显示仪表的流量指示变为正值的简便方法；
（3）显示仪表相当于传感器的负载电阻，其阻值记为R，a、c间导电液体的电阻r随液体电阻率的变化而变化，从而会影响显示仪表的示数。试以E、R、r为参量，给出电极a、c间输出电压U的表达式，并说明怎样可以降低液体电阻率变化对显示仪表示数的影响。

已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，不考虑地球自转的影响。
（1）推导第一宇宙速度v₁的表达式；
（2）若卫星绕地球做匀速圆周运动，运行轨道距离地面高度为h，求卫星的运行周期T。

如图甲，在水平地面上固定一倾角为θ的光滑绝缘斜面，斜面处于电场强度大小为E、方向沿斜面向下的匀强电场中。一劲度系数为k的绝缘轻质弹簧的一端固定在斜面底端，整根弹簧处于自然状态。一质量为m、带电量为q（q>0 ）的滑块从距离弹簧上端为s₀处静止释放，滑块在运动过程中电量保持不变，设滑块与弹簧接触过程没有机械能损失，弹簧始终处在弹性限度内，重力加速度大小为g。

（1）求滑块从静止释放到与弹簧上端接触瞬间所经历的时间t₁；
（2）若滑块在沿斜面向下运动的整个过程中最大速度大小为v_m，求滑块从静止释放到速度大小为v_m过程中弹簧的弹力所做的功W；
（3）从滑块静止释放瞬间开始计时，请在乙图中画出滑块在沿斜面向下运动的整个过程中速度与时间关系v-t图象。图中横坐标轴上的t₁、_、t₂及t₃分别表示滑块第一次与弹簧上端接触、第一次速度达到最大值及第一次速度减为零的时刻，纵坐标轴上的v₁为滑块在t₁时刻的速度大小，v_m是题中所指的物理量。（本小题不要求写出计算过程）

如图所示，A、B为两竖直的金属板，C、D为两水平放置的平行金属板，B板的开口恰好沿CD的中分线，A、B板间的加速电压V，C、D板间所加电压为V，一静止的碳离子（kg，C），自A板经加速电场加速后，由B板右端口进入CD板间，其中C、D板的长度L="2.4" m，碳离子恰好沿D板右边缘飞出，进入E右侧匀强磁场区域，最后在P点沿水平方向飞出磁场区。已知磁场的磁感应强度B="1" T，方向垂直纸面向里。求：

（1）在偏转电场中的运动时间；
（2）碳离子在D板右边缘飞出偏转电场时速度的大小及方向。

如图所示，足够长的光滑绝缘斜面与水平面间的夹角为，放在水平方向的匀强电场和匀强磁场中，电场强度E="50" V/m，方向水平向左，磁场方向垂直纸面向外一个电荷量C，质量m =" 0." 40 kg的光滑小球，以初速度="20" m/s从斜面底端向上滑，然后又下滑，共经过3s脱离斜面。求磁场的磁感应强度。（g取10）

如图所示，导体杆ab的质量为m，电阻为R，放置在与水平成角的倾斜金属导轨上，导轨间距为d，电阻不计，系统处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，电池内阻不计。

求：（1）若导轨光滑，电源电动势E多大时能使导体杆静止在导轨上？
（2）若杆与导轨之间的动摩擦因数为，且不通电时导体不能静止在导轨上，则要使杆静止在导轨上，电源的电动势应多大？

一质量为m，电荷量为q的带负电的带电粒子，从A点射入宽度为d、磁感应强度为B的匀强磁场，MN、PQ为该磁场的边界线，磁感线垂直于纸面向里，如图所示带电粒子射入时的初速度与PQ成角，且粒子恰好没有从MN射出。（不计粒子所受重力）

（1）求该带电粒子的初速度；
（2）求该带电粒子从PQ边界射出的射出点到A点的距离x。

处于水平面的平行金属导轨MN与PQ间距为L，两导轨接在电动势为E，内阻为r的电源上，质量为m的直金属杆ab沿垂直导轨方向架在导轨上，ab杆的电阻为R，两金属导轨电阻不计，整个装置处于斜向上的匀强磁场中，已知磁感应强度为B，磁场方向与水平面之间的夹角为，如图所示，闭合开关S后，ab杆静止在水平导轨上不动，求此时ab杆所受摩擦力及导轨支持力为多大？

飞行时间质谱仪可以对气体分子进行分析．如图所示，在真空状态下，脉冲阀喷出微量气体，经激光照射产生不同价位的正离子，自板小孔进入、间的加速电场，从板小孔射出，沿中线方向进入、板间的偏转控制区，到达探测器．已知元电荷电量为，、板间距为，极板、的长度和间距均为．不计离子重力及进入板时的初速度．

（1）当间的电压为时，在、间加上适当的电压，使离子到达探测器。请导出离子的全部飞行时间与比荷（）的关系式。
（2）去掉偏转电压，在间区域加上垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度，若进入间所有离子质量均为，要使所有的离子均能通过控制区从右侧飞出，间的加速电压至少为多少？

如图所示，相距20 cm的两根光滑平行铜导轨，导轨平面倾角为=，上面放着质量为80 g的金属杆ab，整个装置放在B="0.2" T的匀强磁场中。
（1）若磁场方向竖直向下，要使金属杆静止在导轨上，必须通以多大的电流？
（2）若磁场方向垂直斜面向下，要使金属杆静止在导轨上，必须通过多大的电流？