（9分）如圖所示為一交流發(fā)電機(jī)的原理示意圖，其中矩形線圈abcd的邊長(zhǎng)ab=cd=50cm，bc=ad=20cm，匝數(shù)n=100，線圈的總電阻r=0.20Ω，線圈在磁感強(qiáng)度B=0.050T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)軸OOˊ勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度ω＝100πrad/s。線圈兩端通過(guò)電刷E、F與阻值R=4.8Ω的定值電阻連接。計(jì)算時(shí)π取3。

（1）從線圈經(jīng)過(guò)中性面開始計(jì)時(shí)，寫出線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的函數(shù)表達(dá)式；

（2）求此發(fā)電機(jī)在上述工作狀態(tài)下的輸出功率；

（3）求從線圈經(jīng)過(guò)中性面開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)周期時(shí)間通過(guò)電阻R的電荷量。

（10分）湯姆遜用來(lái)測(cè)定電子的比荷（電子的電荷量與質(zhì)量之比）的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，真空管內(nèi)的陰極K發(fā)出的電子經(jīng)加速電壓加速后，穿過(guò)A'中心的小孔沿中心線O1O的方向進(jìn)入到兩塊水平正對(duì)放置的平行極板P和P'間的區(qū)域，極板間距為d。當(dāng)P和P'極板間不加偏轉(zhuǎn)電壓時(shí)，電子束打在熒光屏的中心O點(diǎn)處，形成了一個(gè)亮點(diǎn)；當(dāng)P和P'極板間加上偏轉(zhuǎn)電壓U后，亮點(diǎn)偏離到O'點(diǎn)；此時(shí)，在P和P'間的區(qū)域，再加上一個(gè)方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，調(diào)節(jié)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B時(shí)，亮點(diǎn)重新回到O點(diǎn)。不計(jì)電子的初速度、所受重力和電子間的相互作用。

（1）求電子經(jīng)加速電場(chǎng)加速后的速度大��；

（2）若加速電壓值為U0，求電子的比荷；

（3）若不知道加速電壓值，但已知P和P'極板水平方向的長(zhǎng)度為L(zhǎng)1，它們的右端到熒光屏中心O點(diǎn)的水平距離為L(zhǎng)2， O'與O點(diǎn)的豎直距離為h，（O'與O點(diǎn)水平距離可忽略不計(jì)），求電子的比荷。

（10分）電視機(jī)中顯像管（抽成真空玻璃管）的成像原理主要是靠電子槍產(chǎn)生高速電子束，并在變化的磁場(chǎng)作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，打在熒光屏不同位置上發(fā)出熒光而形成像。顯像管的原理示意圖（俯視圖）如圖甲所示，在電子槍右側(cè)的偏轉(zhuǎn)線圈可以產(chǎn)生使電子束沿紙面發(fā)生偏轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)，偏轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)可簡(jiǎn)化為由通電螺線管產(chǎn)生的與紙面垂直的磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)分布的區(qū)域?yàn)閳A形（如圖乙所示），其磁感應(yīng)強(qiáng)度B=μN(yùn)I，式中μ為磁常量，N為螺線管線圈的匝數(shù)，I為線圈中電流的大小。由于電子的速度極大，同一電子穿過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中可認(rèn)為磁場(chǎng)沒(méi)有變化，是穩(wěn)定的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。

已知電子質(zhì)量為m，電荷量為e，電子槍加速電壓為U，磁常量為μ，螺線管線圈的匝數(shù)N，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)區(qū)域的半徑為r，其圓心為O點(diǎn)。當(dāng)沒(méi)有磁場(chǎng)時(shí)，電子束通過(guò)O點(diǎn)，打在熒光屏正中的M點(diǎn)，O點(diǎn)到熒光屏中心的距離OM=L。若電子被加速前的初速度和所受的重力、電子間的相互作用力以及地磁場(chǎng)對(duì)電子束的影響均可忽略不計(jì)，不考慮相對(duì)論效應(yīng)及磁場(chǎng)變化所激發(fā)的電場(chǎng)對(duì)電子束的作用。

（1）求電子束經(jīng)偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)后打到熒光屏上P點(diǎn)時(shí)的速率；

（2）若電子束經(jīng)偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)后速度的偏轉(zhuǎn)角θ=60°，求此種情況下電子穿過(guò)磁場(chǎng)時(shí)，螺線管線圈中電流I0的大�。�

（3）當(dāng)線圈中通入如圖丙所示的電流，其最大值為第（2）問(wèn)中電流的0.5倍。求電子束打在熒光屏上發(fā)光所形成“亮線”的長(zhǎng)度。

（10分）如圖所示，PQ和MN是固定于水平面內(nèi)的平行光滑金屬軌道，軌道足夠長(zhǎng)，其電阻可忽略不計(jì)。金屬棒ab、cd放在軌道上，始終與軌道垂直，且接觸良好。金屬棒ab、cd的質(zhì)量均為m，長(zhǎng)度均為L(zhǎng)。兩金屬棒的長(zhǎng)度恰好等于軌道的間距，它們與軌道形成閉合回路。金屬棒ab的電阻為2R，金屬棒cd的電阻為R。整個(gè)裝置處在豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。

（1）若保持金屬棒ab不動(dòng)，使金屬棒cd在與其垂直的水平恒力F作用下，沿軌道以速度v做勻速運(yùn)動(dòng)。試推導(dǎo)論證：在Δt時(shí)間內(nèi)，F(xiàn)對(duì)金屬棒cd所做的功W等于電路獲得的電能E電；

（2）若先保持金屬棒ab不動(dòng)，使金屬棒cd在與其垂直的水平力F′（大小未知）作用下，由靜止開始向右以加速度a做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，水平力F′作用t0時(shí)間撤去此力，同時(shí)釋放金屬棒ab。求兩金屬棒在撤去F′后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，

①金屬棒ab中產(chǎn)生的熱量；

②它們之間的距離改變量的最大值?x。

以下有關(guān)物理學(xué)史或物理學(xué)研究方法的表述正確的有（ ）

A．牛頓發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律，并用扭秤實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)出了引力常量，極大地推進(jìn)了航天事業(yè)的發(fā)展

B．第谷接受了哥白尼日心說(shuō)的觀點(diǎn)，并根據(jù)開普勒對(duì)行星運(yùn)動(dòng)觀察記錄的數(shù)據(jù)，應(yīng)用嚴(yán)密的數(shù)學(xué)運(yùn)算和橢圓軌道假說(shuō)，得出了行星運(yùn)動(dòng)定律

C．在推導(dǎo)勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移公式時(shí)，把整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程劃分成很多小段，每一小段近似看作勻速直線運(yùn)動(dòng)，然后把各小段的位移相加，這里采用了理想模型法

D．伽利略將自由落體運(yùn)動(dòng)看成傾角為90°的斜面上的運(yùn)動(dòng)，再根據(jù)銅球在斜面上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律得出自由落體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，這是采用了實(shí)驗(yàn)和邏輯推理相結(jié)合的方法

如圖所示彈簧測(cè)力計(jì)、繩和滑輪的質(zhì)量均不計(jì)，繩與滑輪間的摩擦力不計(jì)，物體的重力都是G，在圖(甲)、(乙)、(丙)三種情況下，彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)分別是F1、F2、F3，則以下判斷正確的是 ( )。

A．F3>F1＝F2 B．F3＝F1>F2 C．F1＝F2＝F3 D．F1>F2＝F3

如圖所示，小球以v0正對(duì)傾角為θ的斜面水平拋出，若小球到達(dá)斜面的位移最小，則飛行時(shí)間t為(重力加速度為g)( )

A． B． C． D．

壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小，有位同學(xué)利用壓敏電阻設(shè)計(jì)了判斷小車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的裝置，其工作原理如圖（a）所示，將壓敏電阻和一塊擋板固定在絕緣小車上，中間放置一個(gè)絕緣重球。小車向右做直線運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電流表示數(shù)如圖（b）所示，下列判斷正確的是（ ）

A．從t1到t2時(shí)間內(nèi)，小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)

B．從t1到t2時(shí)間內(nèi)，小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

C．從t2到t3時(shí)間內(nèi)，小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)

D．從t2到t3時(shí)間內(nèi)，小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

質(zhì)量為m的物體從地面上方H高處無(wú)初速釋放，落到地面后出現(xiàn)一個(gè)深為h的坑，如圖所示，在此過(guò)程中（ ）

A．重力對(duì)物體做功mgH

B．物體重力勢(shì)能減少mg（H-h）

C．合力對(duì)物體做的總功為零

D．地面對(duì)物體的平均阻力為

如圖所示，一名消防隊(duì)員在模擬演習(xí)訓(xùn)練中，沿著長(zhǎng)為12 m的豎立在地面上的鋼管向下滑。已知這名消防隊(duì)員的質(zhì)量為60 kg，他從鋼管頂端由靜止開始先勻加速再勻減速下滑，滑到地面時(shí)速度恰好為零。如果他加速時(shí)的加速度大小是減速時(shí)的2倍，下滑的總時(shí)間為3 s，g取10 m/s2，那么該消防隊(duì)員( )

A．下滑過(guò)程中的最大速度為4 m/s

B．加速與減速過(guò)程的時(shí)間之比為1∶2

C．加速與減速過(guò)程中所受摩擦力大小之比為2∶7

D．加速與減速過(guò)程的位移之比為1∶4