1879年美国物理学家霍尔在研究载流导体在磁场中受力情况时，发现了一种新的电磁效应：将导体置于磁场中，并沿垂直磁场方向通入电流，则在导体中垂直于电流和磁场的方向会产生一个横向电势差，这种现象后来被称为霍尔效应，这个横向的电势差称为霍尔电势差。
如图甲所示，某长方体导体abcda′b′c′d′的高度为h、宽度为l，其中的载流子为自由电子，其电荷量为e，处在与ab b′a′面垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B0。在导体中通有垂直于bcc′b′面的电流，若测得通过导体的恒定电流为I，横
向霍尔电势差为UH，求此导体中单位体积内自由电子的个数。对于某种确定的导体材料，其单位体积内的载流子数目n和载流子所带电荷量q均为定值，人们将H=
定义为该导体材料的霍尔系数。利用霍尔系数H已知的材料可以制成测量磁感应强度的探头，有些探头的体积很小，其正对横截面（相当于图14甲中的ab b′a′面）的面积可以在0.1cm2以下，因此可以用来较精确的测量空间某一位置的磁感应强度。如图14乙所示为一种利用霍尔效应测磁感应强度的仪器，其中的探头装在探杆的前端，且使探头的正对横截面与探杆垂直。这种仪器既可以控制通过探头的恒定电流的大小I，又可以监测出探头所产生的霍尔电势差UH，并自动计算出探头所测位置磁场的磁感应强度的大小，且显示在仪器的显示窗内。
①在利用上述仪器测量磁感应强度的过程中，对探杆的放置方位有何要求；
②要计算出所测位置磁场的磁感应强度，除了要知道H、I、UH外，还需要知道哪个物理量，并用字母表示。推导出用上述这些物理量表示所测位置磁感应强度大小的表达式。
21．(19分)
图为“双聚焦分析器”质谱仪的结构示意图，其中，加速电场的电压为U，静电分析器中与圆心01等距离的各点场强大小相等、方向沿径向，磁分析器中以02为圆心、圆心角为90o的扇形区域内，分布着方向垂直于纸面的匀强磁场，其左边界与静电分析器的右端面平行。由离子源发出的一质量为m、电荷量为g的正离子(初速度为零，重力不计)经加速电场加速后，从M点垂直于电场方向进入静电分析器，沿半径为R的四分之一圆弧轨迹做匀速圆周运动，从N点射出，接着由P点垂直磁分析器的左边界射入，最后垂直于下边界从Q点射出并进入收集器。已知Q点与圆心02的距离为d。求：
(1)磁分析器中磁场的磁感应强度B的大小和方向；
(2)静电分析器中离子运动轨迹处电场强度E的大小；
(3)现将离子换成质量为0．9m、电荷量仍为g的另一种正离子，其它条件不变。试直接指出该离子进入磁分析器时的位置，它射出磁场的位置在Q点的左侧还是右侧?
[物理--选修3-5]
（1）下列说法正确的是（）
| A． |  是  衰变方程 |
| B． | 太阳辐射的能量主要来源于轻核聚变 |
| C． | 大量的处于 n＝5能级的氢原子只能够发出6条谱线 |
| D． | α粒子散射实验证实原子核是由中子和质子组成的 |
（2）光滑水平面上有一质量为 M滑块，滑块的左侧是一光滑的 
圆弧，圆弧面下端与水平面相切，圆弧半径为 R="l" m,一质量为 m的小球以速度v 0，向右运动冲上滑块。已知 M=4 m，g取l0m/s 2，若小球刚好没
跃出 圆弧的上端。求： 
①小球的初速度 v 0是多少?
②滑块获得的最大速度是多少?
[物理—选修3-4]
(1)如右图所示为xy平面内沿x轴传播的简谐横波在t＝0时刻的波形图像，波速为1cm/s，此时P点沿-y轴方向运动，关于图上x=0.3cm处的Q点的说法正确的是
| A．t＝0时，速度方向沿-y轴方向 |
| B．t＝0.1s时，速度最大 |
| C．t＝0.1s时，加速度方向沿-y轴方向 |
| D．t＝0.3s时，加速度为零 |
(2)一半径为R的1/4球体放置在水平面上，球体由折射率为
的透明材料制成．现有一束位于过球心O的竖直平面内的光线，平行于桌面射到球体表面上，折射入球体后
再从球体竖直表面射出，如图所示．已知入射光线与桌面的距离为
．求出射角θ．
[物理——选修3-3]
（1）以下说法正确的是（）
| A．当分子间距离增大时，分子间作用力减小，分子势能增大 |
B．已知某物质的摩尔质量为M，密度为 ，阿伏加德岁常数为NA，则该种物质的分子体积为 |
| C．自然界发生的一切过程能量都是守恒的，符合能量守恒定律的宏观过程都能自然发生 |
| D．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，液体表面存在张力 |
（2）如图所示，质量为m=10kg的活塞将一定质量的理想气体密封在气缸中，开始时
活塞距气缸底高度h1=40cm．此时气体的温度T1=300K．现缓慢给气体加热，气体吸收的热量Q=420J，活塞上升到距气缸底h2=60cm．已知活塞面积S=50cm2,大气压强P0=1.0
105Pa，不计活塞与气缸之间的摩擦，g取l0m/s2．求
①当活塞上升到距气
缸底h2时，气体的温度T2
②给气体加热的过程中，气体增加的内能△U
如图，两根足够长的光滑固定平行金属导轨与水平面成θ角，导轨间距为d，两导体棒a和b与导轨垂直放置，两根导体棒的质量都为m、电阻都为R，回路中其余电阻不计。整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B,在t=0时刻使a沿导轨向上作速度为v的匀速运动，同时将b由静止释放，b经过一段时间后也作匀速运动。已知d=1m，m=0.5kg，R=0.5Ω，B=0.5T，θ=300，g取10m／s2，不计两导棒间的相互作用力。
（1）若使导体棒b静止在导轨上，导体棒a向上运动的速度v多大?
（2）若a在平行于导轨向上的力F作用下，以v1=2m/s的速度沿导轨向上匀速运动，试导出F与b的速率v2的函数关系式并求出v2的最大值；
（3）在(2)中，当t=2s时，b的速度达到5.06m/s，2s内回路中产生的焦耳热为13.2J，求该2s内力F做的功(结果保留三位有效数字)。