如圖所示，在距水平地面一定高度處以初速度v₀水平拋出一個質量為m、電荷量為Q的帶正電的小球．當小球運動的空間范圍內不存在電場和磁場時，小球的落地點與拋出點之間有相應的一段水平距離(即射程)，已知重力加速度為g．

(1)若在此空間加上一個豎直方向的勻強電場使小球的射程增加為原來的1/2倍，試求此電場的電場強度．

(2)若除存在上述電場外，還存在一個與v₀方向垂直的水平方向勻強磁場，使小球拋出后恰好能做勻速直線運動．試求此勻強磁場的磁感應強度．

(3)若在空間存在上述的電場和磁場，而將帶電小球的初速度大小變?yōu)?v₀(方向不變)，試說明小球運動過程中動能最小時的速度方向．

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如圖甲所示，空間Ⅰ區(qū)域存在方向垂直紙面向里的有界勻強磁場，左右邊界線MN與PQ相互平行，MN右側空間Ⅱ區(qū)域存在一周期性變化的勻強電場，方向沿紙面垂直MN邊界，電場強度的變化規(guī)律如圖乙所示（規(guī)定向左為電場的正方向）．一質量為m、電荷量為+q的粒子，在t=0時刻從電場中A點由靜止開始運動，粒子重力不計．

（1）若場強大小E₁=E₂=E，A點到MN的距離為L，為使粒子進入磁場時速度最大，交變電場變化周期的最小值T₀應為多少？粒子的最大速度v₀為多大？
（2）設磁場寬度為d，改變磁感應強度B的大小，使粒子以速度v₁進入磁場后都能從磁場左邊界PQ穿出，求磁感應強度B滿足的條件及該粒子穿過磁場時間t的范圍．
（3）若電場的場強大小E₁=2E₀，E₂=E₀，電場變化周期為T，t=0時刻從電場中A點釋放的粒子經過n個周期正好到達MN邊界，假定磁場足夠寬，粒子經過磁場偏轉后又回到電場中，向右運動的最大距離和A點到MN的距離相等．求粒子到達MN時的速度大小v和勻強磁場的磁感應強度大小B．

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一單項選擇題：本題共6小題，每小題3分，共18分

1．  1．D  2．A   3．C   4．B    5．D   6．A

二多項選擇題：本題共5小題，每小題4分，共20分。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，錯選或不答的得0分

7．ABD  8．BC   9．ABC   10．AD  11．ACD

三實驗題：本題共 2小題，共 23分

12．（1）1.880(1.881給分) （2分）； 1.044 （2分）

（2）①1.00m/s，2.50m/s；②5.25J，5.29J  （每空2分）

13．

 (1) 圖 （3分）   (2)  0-3V（2分）   R₁ （2分）  (3)   圖（4分）

四 計算或論述題

14．地球繞太陽運動                             3分         

太陽的質量                                      3分

（2）設小行星運行周期為T₁                           2分

對小行星：                                   2分

∴R₁=                                              2分

∴小行星與地球最近距離S=R₁?R=                     2分

15．解：（1）由粒子的飛行軌跡，利用左手定則可知，該粒子帶負電荷．粒子由A點射入，由C點飛出，其速度方向改變了90°，則粒子軌跡半徑

                                                           2分

又                                                            2分

則粒子的比荷　　                                                                   2分

（2）粒子從D點飛出磁場速度方向改變了60°角，故AD弧所對圓心角60°，粒子做圓周運動的半徑

                               2分

又                                                    2分

所以                                                    2分

粒子在磁場中飛行時間

                                2分

16． （1）設共同加速度a，繩拉力F   

有        mg-F=ma     

          F-μMg=Ma                                 3分

得到   

                    4分

（2）當M運動h距離時速度為v,              1分

又M運動s距離停止，由動能定理

                                 2分

M物塊不撞到定滑輪滿足                1分

得到     

代入得                                       2分

因為要拉動M     結果是            2分

17．(1)   要求當R=0時，  E/R₀≤I₀

      所以            R₀≥E/ I₀                                      3分

(2)   電量-q的粒子經過電壓U加速后速度v₀

                               2分

粒子進入Q場區(qū)域做半徑r₀,的勻速圓周運動

                                           2分

                             3分

顯然加速電壓U 與與-q沒有關系，所以只要滿足上面關系，不同的負電荷都能繞Q做半徑r₀,的勻速圓周運動。                                    

（3）       

即                                   3分

                                        2分

18．（1）最大速度時拉力與安培力合力為零

P/v₀-BIL=0     E=BL v。       I=E/(R+ R₀)          

即                                       3分

                                         2分

（2）由能量關系，產生總電熱Q

                             2分

R電阻上所產生的電熱                 2分

(3)                                     

由（1）問可知       F=2P/v₀                               2分

當速度為v₀時加速度a                      2分

解得                                 2分

19．（1）AB第一次與擋板碰后   A返回速度為v₀

  由動量守恒定律得    m_A v₀=(m_A+m_B) v₁

  ∴v₁=4m/s                           3分

（2）A相對于B滑行ΔS₁

由動能定理得

μm_AgΔS₁= v₀²－(m_A+m_B) v₁²

ΔS₁==6m                                     3分

（3）AB與N碰撞后,返回速度大小為v₂,則v₂= v₁

B與M相碰后停止,設A減速至零A相對B滑行ΔS₁^/

-μm_AgΔS₁^/＝0-v₂²      ΔS₁^/=8m>ΔS₁

∴A能與M碰撞第二次                                      3分

（4）       A與M第一次碰撞速度為v₁(v₁= v₀)

       m_A v₁(m_A+m_B) v₁^/        ∴  v₁^/＝ v₁

A相對于B滑行ΔS₁

μm_AgΔS₁= v₁²(m_A+m_B) v₁^/2

ΔS₁=                                        2分

當B再次與M相碰而靜止時，A相對于B能滑行的最大距離為S_m1

0－v₁^/2=－２μg S_m1

S_m1=>ΔS₁

同理 每次以共同速度相碰,A都能相對B滑行到與M相碰，最終都停在M處   1分

A與M第二次碰撞速度為v₂

 則v₂²－v₁^/2=－２μgΔS₁

v₂²= v₁²－２μgΔS₁＝×６ΔS₁－２ΔS₁＝ΔS₁

同理ΔS₂==ΔS₁                                2分

依次類推ΔS₃==ΔS₂

ΔS=(ΔS₁+ΔS₂+ΔS₃+……)2=                      2分