如圖甲所示，質(zhì)量和電荷量均相同的帶正電的粒子連續(xù)從小孔O₁進(jìn)入電壓U₀=50V的加速電場(chǎng)區(qū)（初速度可忽略不計(jì)），加速后由小孔O₂沿豎直放置的平行金屬板ab中心線射入金屬板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)，然后再進(jìn)入平行金屬板a、b下面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，最后打到感光片上．已知平行金屬板a、b間的距離d=0.15m，兩板間的電壓U隨時(shí)間t變化的隨時(shí)間變化的U-t圖線圖線如圖乙所示，且a板電勢(shì)高于b板電勢(shì)．磁場(chǎng)的上邊界MN與金屬板ab下端相平，且與O₁、O₂連線垂直，交點(diǎn)為O，磁場(chǎng)沿水平方向，且與a、b板間的電場(chǎng)方向垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0×10^-2 T．帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)運(yùn)動(dòng)，最后打在沿MN水平放置的感光片上，打在感光片上形成一條亮線P₁P₂，P₁到O點(diǎn)的距離x₁=0.15m，P₂到O點(diǎn)的距離 x₂=0.20m．電場(chǎng)區(qū)可認(rèn)為只存在于金屬板間，帶電粒子通過(guò)電場(chǎng)區(qū)的時(shí)間極短，可以認(rèn)為粒子在這一運(yùn)動(dòng)過(guò)程中平行金屬板a、b間的電壓不變，不計(jì)粒子受到的重力和粒子間的相互作用力．

（1）已知t=0時(shí)刻進(jìn)入平行金屬板a、b間的帶電粒子打在感光片上的P₂點(diǎn)，求帶電粒子的比荷q/m；（保留兩位有效數(shù)字）
（2）對(duì)任何時(shí)刻射入平行金屬板a、b間的帶電粒子，證明其射入磁場(chǎng)時(shí)的入射點(diǎn)和打到感光片上的位置之間的距離△x為定值；
（3）設(shè)打到P₁點(diǎn)的帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t₁，打到P₂點(diǎn)的帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t₂，則兩時(shí)間之差（△t=t₁-t₂）為多大？（保留兩位有效數(shù)字）

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如圖甲所示，質(zhì)量和電荷量均相同的帶正電的粒子連續(xù)從小孔O₁進(jìn)入電壓U=50V的加速電場(chǎng)區(qū)（初速度可忽略不計(jì)），加速后由小孔O₂沿豎直放置的平行金屬板ab中心線射入金屬板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)，然后再進(jìn)入平行金屬板a、b下面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，最后打到感光片上．已知平行金屬板a、b間的距離d=0.15m，兩板間的電壓U隨時(shí)間t變化的隨時(shí)間變化的U-t圖線圖線如圖乙所示，且a板電勢(shì)高于b板電勢(shì)．磁場(chǎng)的上邊界MN與金屬板ab下端相平，且與O₁、O₂連線垂直，交點(diǎn)為O，磁場(chǎng)沿水平方向，且與a、b板間的電場(chǎng)方向垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0×10^-2 T．帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)運(yùn)動(dòng)，最后打在沿MN水平放置的感光片上，打在感光片上形成一條亮線P₁P₂，P₁到O點(diǎn)的距離x₁=0.15m，P₂到O點(diǎn)的距離 x₂=0.20m．電場(chǎng)區(qū)可認(rèn)為只存在于金屬板間，帶電粒子通過(guò)電場(chǎng)區(qū)的時(shí)間極短，可以認(rèn)為粒子在這一運(yùn)動(dòng)過(guò)程中平行金屬板a、b間的電壓不變，不計(jì)粒子受到的重力和粒子間的相互作用力．

（1）已知t=0時(shí)刻進(jìn)入平行金屬板a、b間的帶電粒子打在感光片上的P₂點(diǎn)，求帶電粒子的比荷q/m；（保留兩位有效數(shù)字）
（2）對(duì)任何時(shí)刻射入平行金屬板a、b間的帶電粒子，證明其射入磁場(chǎng)時(shí)的入射點(diǎn)和打到感光片上的位置之間的距離△x為定值；
（3）設(shè)打到P₁點(diǎn)的帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t₁，打到P₂點(diǎn)的帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t₂，則兩時(shí)間之差（△t=t₁-t₂）為多大？（保留兩位有效數(shù)字）

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一、1、C 2、A3、BD 4、D 5、AD 6、B 7、BCD 8、CD

二、實(shí)驗(yàn)題：（18分）將答案填在題目的空白處，或者要畫圖連線。

9、（6分）  C （每空3分）

10、（12分）①ABEF（4分）

②如圖所示（4分）

 ③隨著導(dǎo)體中的電流增大，溫度升高，電阻率增大，電阻增大（4分）

三、本大題共三小題共計(jì)54分．解答時(shí)請(qǐng)寫出必要的文字說(shuō)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(jì)算的題．答案中必須明確寫出數(shù)值和單位

11、（16分）（1）設(shè)月球的質(zhì)量為M，衛(wèi)星的線速度為，則

             ① 2分

又                    ② 2分

由①②兩式得

                     ③ 2分

（2）設(shè)衛(wèi)星在A點(diǎn)減速后的速度為

從A到B衛(wèi)星和月球系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，所以

              ④ 2分

噴氣過(guò)程中衛(wèi)星系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，設(shè)噴射出氣體的質(zhì)量為，所以

     ⑤ 3分

由③、④、⑤式解得

    ⑥ 2分

（3）由O點(diǎn)出發(fā)在y軸負(fù)方向和反方向之間的有向線段都正確（不包括y軸負(fù)方向和的反方向）                              ⑦  3分

12、（18分）（1） 電荷在電場(chǎng)中做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)其在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為,根據(jù)動(dòng)量定理可知，

解得                   （2分）

O點(diǎn)與直線MN之間的距離             （2分）

（2）當(dāng)磁場(chǎng)垂直紙面向里時(shí)，

  電荷運(yùn)動(dòng)的半徑               （1分）

  周期                          （1分）

當(dāng)磁場(chǎng)垂直紙面向外時(shí)，

   電荷運(yùn)動(dòng)的半徑                 （1分）

         周期                 （2分）

根據(jù)電荷的運(yùn)動(dòng)情況可知，電荷到達(dá)擋板前運(yùn)動(dòng)的完整周期數(shù)為15個(gè)，即沿ON運(yùn)動(dòng)的距離S=15△d=60cm，最后8cm的距離如圖所示，

        （2分）

解得    (2分)

故電荷運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間

       T=

          =             （3分）

13、（20分）（1）設(shè)粒子經(jīng)過(guò)加速電場(chǎng)從小孔O₂射出時(shí)的速度為v₀，則依據(jù)動(dòng)能定理    

                  （1分）

當(dāng)U=0時(shí)，粒子以速度v₀進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)到達(dá)P₂點(diǎn)，軌跡半徑R₀=（2分）

由洛侖茲力公式和牛頓第二定律得                        （1分）

解得帶電粒子的比荷=1.0´10⁸ C/kg                          （2分）

（2）設(shè)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度方向與O₁O的夾角為θ，則速度大小 （2分）

粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑  （1分）

由幾何關(guān)系得                    （2分）

即Dx與θ無(wú)關(guān)，為定值。                            （1分）                    

（3）由（2）可知，帶電粒子在平行金屬板a、b間的最大偏移量y= x₂- x₁=0.05 m，對(duì)應(yīng)的偏轉(zhuǎn)電壓U=50 V                                                  （1分）

帶電粒子進(jìn)入平行金屬板a、b時(shí)的速度

v₀==1.0´10⁵ m/s

設(shè)偏移量最大的帶電粒子離開平行金屬板a、b時(shí)的速度為v，由動(dòng)能定理

                                  （1分）

解得      v=m/s                                                

所帶電粒子離開平行金屬板a、b時(shí)的速度偏轉(zhuǎn)角q=arccos=        （1分）

偏移量最大的在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角a=           （1分）

在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t₁=                                  （1分）

當(dāng)電壓為零時(shí)進(jìn)入磁場(chǎng)的帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t₂=    （1分）

帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期                 （1分） 

所以，Dt= t₁-t₂===1.0 ´10^-6 s                            （1分）