在平面直角坐標系xOy中，第Ⅰ象限存在沿y軸正方向的勻強電場，場強大小為E．第Ⅲ、第Ⅳ象限-d≤y≤0內(nèi)存在垂直于坐標平面向內(nèi)的勻強磁場．一質(zhì)量為m、電荷量為-q的帶負電的粒子從y軸上的M點以速度υ₀垂直于y軸射入電場，經(jīng)x軸上的N點與x軸正方向成θ=60°角射入磁場，恰好不會從磁場的下邊界射出磁場，如圖所示．不計粒子的重力，求
（1）M、N兩點間的電勢差U；
（2）磁場的磁感應強度大小B；
（3）粒子從M點運動到第一次離開磁場的總時間t．

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一、本題共12小題，全部為必做題。每小題4分，共48分.在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確.全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分.

題號

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

答案

C

C

A

BD

C

B

BD

B

C

BD

AC

BC

二、 本題共7小題，共102分.全部為必做題，請按題目要求作答.解答題應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟.只寫出最后答案的不能得分.有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位.

13、（12分）（1）①，物體質(zhì)量的倒數(shù)；②，（當?shù)兀┲亓�加速度g；（每空1分）

（2）①表格如下：（3分）

位置

1

2

3

4

5

6

t/s

s/m

②  t  t²   （每空1分）

處理方法：嘗試作出s―t圖，看是否是直線，若不是再作出s―t²圖。（3分）

14、（共12分，每小題4分） （1）×100Ω；   3.0 KΩ     

（2）乙 ；   因為甲圖中流過電流表的電流太小，讀數(shù)誤差比較大 

（3）K₂閉合前后電壓表的讀數(shù)U₁、U₂   ；

15、（10分）解：對B受力分析的繩中拉力T=m_B g；               （1分）

當m_B取最大值時，物體具有沿斜面向下的最大靜摩擦力f_m；

對A受力分析并正交分解得：     N－mgcosθ=0；                （1分）

T－f_m－mgsinθ=0；             （1分）

f_m=μN                         （1分）

聯(lián)立以上各式，解得：           m_B=m(sinθ+μcosθ)               （1分）

當m_B取最小值時，物體具有沿斜面向上的最大靜摩擦力f_m；

對A受力分析并正交分解得：     N－mgcosθ=0；                （1分）

T+f_m－mgsinθ=0；              （1分）

f_m=μN                         （1分）

聯(lián)立以上各式，解得：           m_B=m(sinθ－μcosθ)              （1分）

綜上，m_B的范圍是： m(sinθ－μcosθ)≤m_B≤m(sinθ+μcosθ)            （1分）

16．(1)（8分）解：（1）由，得：         （3分）

由，          （4分）

整理得：                                     （1分）

評分標準：中間字母腳標錯的一律不給分。

16．（10分）

(2)設(shè)A、B的質(zhì)量分別為m_A、m_B，長木板B長度為L，A、B之間的滑動摩擦力為f.

=fL                         ①（2分）

若B不固定，對A、B系統(tǒng)由動量守恒，有

m_Av₀=(m_A+m_B)v                      ②（3分）

對A、B系統(tǒng)由能量守恒，有

=fL+(m_A+m_B)v²              ③（3分）

由以上各式解得：=                           ④（2分）

17．（17分）解：（1）做加速度減小的減速運動直到停止運動。 （3分）

               圖象如答圖1                              （2分）

（2）金屬桿在導軌上做減速運動，剛開始時速度最大，感應電動勢也最大，有：                E_m = BLv₀                            （1分）

所以回路的最大電流I_m =  ．                          （2分）

金屬桿上電流方向從a到b                      （1分）

（3）   E = BLv                                     （1分）   

F= BIL                                      （1分）

由閉合電路歐姆定律得：I =                （1分）

由牛頓第二定律得：F = ma                     （1分）

解得：a =  B ²L² v / (mR)                       （2分）

         （4）：  由能的轉(zhuǎn)化和守恒有： Q = mv²₀         （2分）

18、（17分）解：如答圖2。（1）設(shè)粒子過N點時速度v，有：

＝cosθ　　　   ①       （1分）

v＝2v₀            ②       （1分）

粒子從M點運動到N點的過程，有：

qU_MN＝mv²－mv　      ③       （2分）

U_MN＝　　　　　　　　　④        （1分）

（2）粒子在磁場中以O(shè)^/為圓做勻速圓周運動，半徑為O^/N，有

qvB＝             ⑤    （1分）  

r＝　　　　　　  ⑥     （1分）

（3）由幾何關(guān)系得：           ON＝rsinθ             ⑦     （2分）

  粒子在電場中運動的時間t₁，有：ON＝v₀t₁              ⑧       （1分）

t₁＝　　　        ⑨      （1分）

粒子在磁場中做勻速圓周運動的周期：T＝　　　　　�、�     （1分）

設(shè)粒子在磁場中運動的時間t₂，有：t₂＝            ⑾     （2分）

t₂＝　　　        ⑿      （1分）

                      t＝t₁＋t₂t＝　 �、�    （2分）

19. （16分）解：（1）當A、B、C三者的速度相等時（設(shè)為v₁），彈簧的彈性勢能最大，由于A、B、C三者組成的系統(tǒng)動量守恒，

    ①                 （2分）

       解得：　　　　　 ②                   （2分）

  （2）B、C碰撞時B、C組成的系統(tǒng)動量守恒，設(shè)碰后瞬間B、C兩者速度為v₂，則

                           ③　　

解得：　　        ④                   （2分）

設(shè)彈性勢能的最大值為，由機械能守恒得：

  �、�        （3分）

代入數(shù)值得：   　　　　　                          ⑥        （1分）

（3）A不可能向左運動。由系統(tǒng)的動量守恒：

　            ⑦         （1分）

 若A向左運動，，則　　        ⑧　        （2分 ）

此時系統(tǒng)的動能之和：

⑨      （1分）

而系統(tǒng)的機械能：�、�      （1分）

根據(jù)能量守恒是不可能的。                                         （1分）