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圖（a）所示的xOy平面處于勻強磁場中，磁場方向與xOy平面(紙面)垂直，磁感應強度B隨時間t變化的周期為T，變化圖線如圖（b）所示。當B為+B₀時，磁感應強度方向指向紙外。在坐標原點O有一帶正電的粒子P，其電荷量與質量之比恰好等于。不計重力。設P在某時刻t₀以某一初速度沿y軸正方向自O點開始運動，將它經(jīng)過時間T到達的點記為A。

（1）若t₀=0，則直線OA與x軸的夾角是多少？
（2）若t₀=T/4，則直線OA與x軸的夾角是多少？
（3）為了使直線OA與x軸的夾角為π/4，在0< t₀< T/4的范圍內(nèi)，t₀應取何值？是多少？

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某儀器用電場和磁場來控制電子在材料表面上方的運動．如圖所示，材料表面上方矩形區(qū)域PP'N'N充滿豎直向下的勻強電場，寬為d；矩形區(qū)域NN′M′M充滿垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度為B，長為3s，寬為s；NN'為磁場與電場之間的薄隔離層．一個電荷量為e、質量為m、初速為零的電子，從P點開始被電場加速經(jīng)隔離層垂直進入磁場，電子每次穿越隔離層，運動方向不變，其動能損失是每次穿越前動能的10%，最后電子僅能從磁場邊界M'N'飛出．不計電子所受重力．
（1）求電子第二次與第一次圓周運動半徑之比；
（2）求電場強度的取值范圍；
（3）A是M′N′的中點，若要使電子在A、M′間垂直于AM′飛出，求電子在磁場區(qū)域中運動的時間．

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一、選擇題．本題共12小題，每小題3分，共36分．有錯選或不選得零分，選不全得2分

題號

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

答案

C

C

A

ABD

B

BD

B

A

AD

D

ABD

D

二、本題共5小題，共20分．   

13．單分子，V／S  （每空2分）

14．（1）甲    （2）13．872 ~13．874  （每空2分）

15．200N／m，0．2m  （每空2分）

16． 0．86，0．63  （每空2分）

17．（1）只閉合開關S₁,讀出兩只電壓表的示數(shù)U₁、U₂；同時閉合開關S₁、S₂后，讀出兩只電壓表的示數(shù)為U₁、U₂ （4分）

   （2）  （每空2分）

三、計算題．本題共4小題，共40分。

18．（8分）

      解：人的重量mg=F_l……………………………………1分

       人受的摩擦力F₁=F₂……………………………………1分

       由牛頓第二定律得

       ………………………………1分

       解得a=g（F₁―F₂）／F₁…………………………………2分

       由／………………………………1分

       解得…………………………………2分

19．（10分）

   （1）小孩落到A點時速度方向沿A點切線方向，

       ………………………………1分

       ……………………………1分

       ………………………………1分

       在最低點，據(jù)牛頓第二定律，有……………………………2分

       ………………………………1分

       由以上三式解得………………………………1分

20．（10分）

   （1）設小球電荷量為q，質量為m，

                                   ①………………………………1分

                   ②………………………………1分

    由題意知                           ③………………………………1分

    聯(lián)立①②③解得：

                                 ④………………………………2分

   （2）再次釋放后，小球進入復合場之后做勻速圓周運動

                                    ⑤………………………………2分

    要使小球不碰撞極板能飛出場區(qū)應滿足

                                      ⑥………………………………1分

    聯(lián)立①③⑤⑥解得：

                                ⑦………………………………2分

21．（12分）解：（1）達到最大速度時………………………………1分

  ………………………………1分

  ………………………………1分

  ………………………………1分

  由以上幾式解得………………………………1分

   （2） ………………………………1分

  ………………………………1分

  ………………………………1分

  解得………………………………1分

   （3） ………………………………1分

  ………………………………1分

  解得………………………………1分