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

（1）從線圈經過中性面開始計時，寫出線圈中感應電動勢隨時間變化的函數(shù)表達式；

（2）求此發(fā)電機在上述工作狀態(tài)下的輸出功率；

（3）求從線圈經過中性面開始計時，經過周期時間通過電阻R的電荷量。

（10分）湯姆遜用來測定電子的比荷（電子的電荷量與質量之比）的實驗裝置如圖所示，真空管內的陰極K發(fā)出的電子經加速電壓加速后，穿過A'中心的小孔沿中心線O1O的方向進入到兩塊水平正對放置的平行極板P和P'間的區(qū)域，極板間距為d。當P和P'極板間不加偏轉電壓時，電子束打在熒光屏的中心O點處，形成了一個亮點；當P和P'極板間加上偏轉電壓U后，亮點偏離到O'點；此時，在P和P'間的區(qū)域，再加上一個方向垂直于紙面向里的勻強磁場，調節(jié)磁場的強弱，當磁感應強度的大小為B時，亮點重新回到O點。不計電子的初速度、所受重力和電子間的相互作用。

（1）求電子經加速電場加速后的速度大�。�

（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'極板水平方向的長度為L1，它們的右端到熒光屏中心O點的水平距離為L2， O'與O點的豎直距離為h，（O'與O點水平距離可忽略不計），求電子的比荷。

（10分）電視機中顯像管（抽成真空玻璃管）的成像原理主要是靠電子槍產生高速電子束，并在變化的磁場作用下發(fā)生偏轉，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，在電子槍右側的偏轉線圈可以產生使電子束沿紙面發(fā)生偏轉的磁場，偏轉的磁場可簡化為由通電螺線管產生的與紙面垂直的磁場，該磁場分布的區(qū)域為圓形（如圖乙所示），其磁感應強度B=μNI，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，同一電子穿過磁場過程中可認為磁場沒有變化，是穩(wěn)定的勻強磁場。

已知電子質量為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，偏轉磁場區(qū)域的半徑為r，其圓心為O點。當沒有磁場時，電子束通過O點，打在熒光屏正中的M點，O點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對電子束的影響均可忽略不計，不考慮相對論效應及磁場變化所激發(fā)的電場對電子束的作用。

（1）求電子束經偏轉磁場后打到熒光屏上P點時的速率；

（2）若電子束經偏轉磁場后速度的偏轉角θ=60°，求此種情況下電子穿過磁場時，螺線管線圈中電流I0的大�。�

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

（10分）如圖所示，PQ和MN是固定于水平面內的平行光滑金屬軌道，軌道足夠長，其電阻可忽略不計。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的質量均為m，長度均為L。兩金屬棒的長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。整個裝置處在豎直向上、磁感應強度為B的勻強磁場中。

（1）若保持金屬棒ab不動，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做勻速運動。試推導論證：在Δt時間內，F(xiàn)對金屬棒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，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做勻加速直線運動，水平力F′作用t0時間撤去此力，同時釋放金屬棒ab。求兩金屬棒在撤去F′后的運動過程中，

①金屬棒ab中產生的熱量；

②它們之間的距離改變量的最大值?x。

以下有關物理學史或物理學研究方法的表述正確的有（ ）

A．牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，并用扭秤實驗裝置測出了引力常量，極大地推進了航天事業(yè)的發(fā)展

B．第谷接受了哥白尼日心說的觀點，并根據(jù)開普勒對行星運動觀察記錄的數(shù)據(jù)，應用嚴密的數(shù)學運算和橢圓軌道假說，得出了行星運動定律

C．在推導勻變速直線運動位移公式時，把整個運動過程劃分成很多小段，每一小段近似看作勻速直線運動，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動看成傾角為90°的斜面上的運動，再根據(jù)銅球在斜面上的運動規(guī)律得出自由落體的運動規(guī)律，這是采用了實驗和邏輯推理相結合的方法

如圖所示彈簧測力計、繩和滑輪的質量均不計，繩與滑輪間的摩擦力不計，物體的重力都是G，在圖(甲)、(乙)、(丙)三種情況下，彈簧測力計的讀數(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正對傾角為θ的斜面水平拋出，若小球到達斜面的位移最小，則飛行時間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，有位同學利用壓敏電阻設計了判斷小車運動狀態(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，中間放置一個絕緣重球。小車向右做直線運動過程中，電流表示數(shù)如圖（b）所示，下列判斷正確的是（ ）

A．從t1到t2時間內，小車做勻速直線運動

B．從t1到t2時間內，小車做勻加速直線運動

C．從t2到t3時間內，小車做勻速直線運動

D．從t2到t3時間內，小車做勻加速直線運動

質量為m的物體從地面上方H高處無初速釋放，落到地面后出現(xiàn)一個深為h的坑，如圖所示，在此過程中（ ）

A．重力對物體做功mgH

B．物體重力勢能減少mg（H-h）

C．合力對物體做的總功為零

D．地面對物體的平均阻力為

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

A．下滑過程中的最大速度為4 m/s

B．加速與減速過程的時間之比為1∶2

C．加速與減速過程中所受摩擦力大小之比為2∶7

D．加速與減速過程的位移之比為1∶4