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在甲圖中，帶正電粒子從靜止開始經過電勢差為U的電場加速后，從G點垂直于MN進入偏轉磁場．該偏轉磁場是一個以直線MN為上邊界、方向垂直于紙面向外的勻強磁場，磁場的磁感應強度為B，帶電粒子經偏轉磁場后，最終到達照相底片上的H點，如圖甲所示，測得G、H間的距離為d，粒子的重力可忽略不計．

（1）設粒子的電荷量為q，質量為m，求該粒子的比荷；
（2）若偏轉磁場的區(qū)域為圓形，且與MN相切于G點，如圖乙所示，其它條件不變．要保證上述粒子從G點垂直于MN進入偏轉磁場后不能打到MN邊界上（MN足夠長），求磁場區(qū)域的半徑應滿足的條件．

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第Ⅰ卷  （選擇題  共48分）

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）

17.（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；（每空2分）

（3）①乙；②9.4；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。有數值計算的，答案中必須寫出數值和單位。

18.（8分）分析和解：

（1）因為金屬塊勻速運動，所以

Fcos37°－（mg－Fsin37°）＝0  ……………………………………………（2分）

＝＝＝0.4 ……………………………（2分）

（2）撤去拉力后a＝＝g  …………………………………………………（1分）

a＝4 m／s²   …………………………………………………（1分）

金屬塊在桌面上滑行的最大距離s＝ …………………………………（1分）

＝ ………………………………（1分）

s＝0.5 m  ……………………………（1分）

19.（8分）分析和解：

（1）導體棒、金屬導軌和直流電源構成閉合電路，根據閉合電路歐姆定律有：

I＝＝1.5 A  …………………………………………………………（3分）

（2）導體棒受到的安培力：

F_安＝BIL＝0.30 N  …………………………………………………………（2分）

（3）導體棒所受重力沿斜面向下的分力F₁＝mgsin37°＝0.24 N

由于F₁小于安培力，故導體棒受沿斜面向下的摩擦力f  ………………（1分）

根據共點力平衡條件mgsin37°＋f＝F_安   …………………………………（1分）

解得：f＝0.06 N  …………………………………………………………（1分）

20.（8分）分析和解：

（1）帶電粒子經過電場加速，進入偏轉磁場時速度為v，由動能定理

qU＝mv²  ………………………………………………………………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

qvB＝m ………………………………………………………………②（2分）

打到H點有r＝ ………………………………………………………③（1分）

由①②③得＝  …………………………………………………（1分）

（2）要保證所有帶電粒子都不能打到MN邊界上，帶

電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R＝r＝ （2分）

所以磁場區(qū)域半徑滿足R≤         （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，根據牛頓第二定律，木

塊A的加速度a＝＝2.5 m/s²    ……………………………………（1分）

設兩木塊碰撞前A的速度大小為v，根據運動學公式，得

v＝v₀－at＝2.0 m/s …………………………………………………………（2分）

（2）兩木塊離開桌面后均做平拋運動，設木塊B離開桌面時的速度大小為v₂，在空

中飛行的時間為t′。根據平拋運動規(guī)律有：h＝gt′²，s＝v₂t′  …………（2分）

解得：v₂＝＝1.5 m/s  ………………………………………………（1分）

（3）設兩木塊碰撞后木塊A的速度大小為v₁，根據動量守恒定律有：

Mv＝Mv₁＋mv₂   ………………………………………………………（1分）

解得：v₁＝＝0.80 m/s …………………………………………（1分）

設木塊A落到地面過程的水平位移為s′，根據平拋運動規(guī)律，得

s′＝v₁t′＝v₁＝0.32 m …………………………………………………（1分）

則木塊A落到地面上的位置與D點之間的距離s＝s－s′＝0.28 m  …（1分）

22.（10分）分析和解：

（1）設電子經電壓U₁加速后的速度為v₀，由動能定理eU₁＝－0 ……（2分）

解得v₀＝ …………………………………………………………（1分）

（2）電子以速度v₀進入偏轉電場后，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。設偏轉電場的電場強度為E，電子在偏轉電場中運動的時間為t，加速度為a，電子離開偏轉電場時的側移量為y。由

牛頓第二定律和運動學公式t＝ ………………………………………（1分）

F＝ma    F＝eE   E＝   a＝ ……………………………………（2分）

y＝ at² ……………………………………………………………………（1分）

解得y＝  ……………………………………………………………（1分）

（3）減小加速電壓U₁；增大偏轉電壓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）設軌道半徑為R，由機械能守恒定律：

 mv²_B＝mg（2R＋x）＋ mv²_A    ………………………………………………①（2分）

在B點：－mg＝m ……………………………………………………②（1分）

在A點：＋mg＝m ……………………………………………………③（1分）

由①②③式得：兩點的壓力差，F_N＝－＝6 mg＋ ………④（1分）

由圖象得：截距6 mg＝6，得m＝0.1 kg  ……………………………………⑤（1分）

（2）由④式可知：因為圖線的斜率k＝＝1

所以R＝2m …………………………………………………⑥（2分）

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

由①⑥⑦三式和題中所給已知條件解得：x＝15 m …………………………⑧（1分）