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兩個圓形區(qū)域內(nèi)存在著勻強磁場，這兩個圓的半徑都是r，圓心都在y軸上，兩圓相切，切點恰是原點O．兩圓內(nèi)磁場的磁感強度大小相同，但方向相反，上面的沿-z方向，下面的沿+z方向，如圖所示．在坐標原點O處有一個放射源，放射出質(zhì)量為m、電量為-q的帶電粒子(重力不計)，如果所有粒子都在xOy平面內(nèi)，初速度大小都是v₀，并且向各個方向的發(fā)射是均勻的．不計各粒子在運動過程中的相互作用．

(1)調(diào)整磁場磁感強度的大小，可以使得所有的粒子(除了沿-x方向運動的極少數(shù)粒子以外，下同)，經(jīng)過磁場的偏轉(zhuǎn)后速度方向都互相平行，求這時的磁感強度B的值．
(2)在滿足上述條件的情況下，在x軸右方較遠處與y軸平行的屏上接收到的粒子都位于與y軸平行的一條線段上，其中y=o到y(tǒng)=a間的區(qū)域內(nèi)的粒子數(shù)是全部粒子數(shù)的1/6，求a的值．
 

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兩個圓形區(qū)域內(nèi)存在著勻強磁場，這兩個圓的半徑都是r，圓心都在y軸上，兩圓相切，切點恰是原點O．兩圓內(nèi)磁場的磁感強度大小相同，但方向相反，上面的沿-z方向，下面的沿+z方向，如圖所示．在坐標原點O處有一個放射源，放射出質(zhì)量為m、電量為-q的帶電粒子(重力不計)，如果所有粒子都在xOy平面內(nèi)，初速度大小都是v₀，并且向各個方向的發(fā)射是均勻的．不計各粒子在運動過程中的相互作用．

(1)調(diào)整磁場磁感強度的大小，可以使得所有的粒子(除了沿-x方向運動的極少數(shù)粒子以外，下同)，經(jīng)過磁場的偏轉(zhuǎn)后速度方向都互相平行，求這時的磁感強度B的值．

(2)在滿足上述條件的情況下，在x軸右方較遠處與y軸平行的屏上接收到的粒子都位于與y軸平行的一條線段上，其中y=o到y(tǒng)=a間的區(qū)域內(nèi)的粒子數(shù)是全部粒子數(shù)的1/6，求a的值．

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如圖所示，半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B．若在圓心O處有一個質(zhì)量為m、帶電量為q的粒子以初速度v垂直于磁場方向進入磁場，則：
　�。�1）粒子要穿出磁場，它的速度v應(yīng)滿足什么條件?
　�。�2）穿出磁場所需時間應(yīng)滿足什么條件?

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一．單項選擇題（本題共10小題，每小題3分，共30分）。

題號

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

答案

B

C

A

D

C

B

B

B

A

D

二．多項選擇題（本題共6小題，每小題3分，共18分。每小題給出的四個選項中，有一個或多個選項正確。全部選對的得3分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分）。

題號

11

12

13

14

15

16

答案

AD

BD

AD

ABC

AD

BCD

第Ⅱ卷

（實驗題、計算題，共7題，共72分）

三．實驗題(18分)

（1）0.730；8.0（8也給分）；。（前兩空分別為2分，第三空4分）

（2）l₁、l₃；l₁/l₃ （每空2分）

（3）①乙；② 9.4；③紙帶和打點計時器間的摩擦阻力、空氣阻力。 (每空2分)

四．計算題：本題共6小題，共54分。解答應(yīng)有必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的，答案中必須寫出數(shù)值和單位。

18．（8分）分析和解：

（2）         因為金屬塊勻速運動，所以

    _{………………}（2分）

_{…………（2分）}

（2）撤去拉力后a==μg _{………  （1分）}

a=4m/s² _{………（1分）}

金屬塊在桌面上滑行的最大距離s =  _{………（1分）}

=

s=0.5m_{……………… （1分）}

19.（8分）分析和解：（1）導(dǎo)體棒、金屬導(dǎo)軌和直流電源構(gòu)成閉合電路，根據(jù)閉合電路歐姆定律有：

I==1.5A…………（3分）

（2）導(dǎo)體棒受到的安培力：

F_安=BIL=0.30N…………（2分）

（3）導(dǎo)體棒所受重力沿斜面向下的分力F₁= mg sin37º=0.24N

由于F₁小于安培力，故導(dǎo)體棒受沿斜面向下的摩擦力f…………（1分）

     根據(jù)共點力平衡條件

      mg sin37º+f=F_安…………（1分）

解得：f=0.06N …………（1分）

20.（8分）分析和解：（1）帶電粒子經(jīng)過電場加速，進入偏轉(zhuǎn)磁場時速度為v，由動能定理

   　　　…………………①（1分）

進入磁場后帶電粒子做勻速圓周運動，軌道半徑為r

………………②（2分）

   打到H點有　　　　………………………③（1分）

由①②③得　…………(1分)

（2）要保證所有粒子都不能打到MN邊界上，粒子在磁場中運動偏角小于90°，臨界狀態(tài)為90°，如圖所示，磁場區(qū)半徑

　　　　　　　　　　　�。�2分）

　所以磁場區(qū)域半徑滿足　　�。�1分）

21．（10分）分析和解：（1）木塊A在桌面上受到滑動摩擦力作用做勻減速運動，根據(jù)牛頓第二定律，木塊A的加速度     ＝2.5m/s²……………………（1分）

設(shè)兩木塊碰撞前A的速度大小為v，根據(jù)運動學(xué)公式，得

＝2.0m/s……………………………（2分）

（2）兩木塊離開桌面后均做平拋運動，設(shè)木塊B離開桌面時的速度大小為v₂，在空中飛行的時間為t′。根據(jù)平拋運動規(guī)律有：，s＝v₂t′…………………（2分）

解得：                     ＝1.5m/s……………………………（1分）

（3）設(shè)兩木塊碰撞后木塊A的速度大小為v₁，根據(jù)動量守恒定律有：

…………………………………（1分）

解得：                      =0.80m/s…………………………（1分）

設(shè)木塊A落到地面過程的水平位移為s′，根據(jù)平拋運動規(guī)律，得

                            ＝0.32m………………………（1分）

則木塊A落到地面上的位置與D點之間的距離  ＝0.28m ………（1分）

22．（10分）分析和解：（1）設(shè)電子經(jīng)電壓U₁加速后的速度為v₀，由動能定理

              e U₁=－0…………………………………………（2分）

         解得  ………………………………..………（1分）

（2）電子以速度v₀進入偏轉(zhuǎn)電場后，垂直于電場方向做勻速直線運動，沿電場方向做初速度為零的勻加速直線運動。設(shè)偏轉(zhuǎn)電場的電場強度為E，電子在偏轉(zhuǎn)電場中運動的時間為t，加速度為a，電子離開偏轉(zhuǎn)電場時的側(cè)移量為y。由牛頓第二定律和運動學(xué)公式

                t=……………………………………………..……….（1分）

F=ma    F=eE    E=

a =……………………………………………（2分）

y=……………………………………………（1分）

解得  y=…………………………………………（1分）

（3）減小加速電壓U₁；增大偏轉(zhuǎn)電壓U₂；……

（本題的答案不唯一，只要措施合理，答出一項可得1分，答出兩項及以上可得2分。）

23（10分）分析和解：（1）設(shè)軌道半徑為R，由機械能守恒定律：

--------------------------①（2分）

在B點：-----------------------------②（1分）

在A點：------------------------------③（1分）

由①②③式得：兩點的壓力差：------④（1分）

由圖象得：截距   ，得---------------------------⑤（1分）

（2）由④式可知：因為圖線的斜率 

 所以……………………………………⑥（2分）

（3）在A點不脫離的條件為：     ------------------------------⑦（1分）

由①⑥⑦三式和題中所給已知條件解得：--------------------------⑧（1分）