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(yīng)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、單項選擇題 （每小題3分，共計15分）

題號

1

2

3

4

5

答案

B

A

C

C

B

二、多項選擇題（每小題4分，共計16分）

題號

6

7

8

9

答案

ACD

BC

BD

BD

三、簡答題（共計24分）

10．（每空2分，共12分）

(1)從實驗裝置看,該同學(xué)所用交流電的電壓為 _220  伏特

(2)從數(shù)據(jù)處理方法看，在S₁、S₂、S₃、S₄、S₅、S₆中，對實驗結(jié)果起作用的，方法A中有 _ S₁、S₆; 方法B中有S₁、S₂、S₃、S₄、S₅、S₆。因此，選擇方法 _B （A或B）更合理，這樣可以減少實驗的 _偶然  (系統(tǒng)或偶然)誤差。

 (3)本實驗誤差的主要來源有（試舉出兩條）. （每答對1條得1分）

     重物下落過程中受到阻力；  S₁、S₂、S₃、S₄、S₅、S₆ 長度測量；

交流電頻率波動；             數(shù)據(jù)處理方法等。

11．（前三空每空2分，后兩空每空3分，共12分）

（1）C，保護電路（2）電流（3）10，48（46-48）

四、計算題：（共計65分）

12．(10分) （1）溫度最低檔，  （1分）

最高溫度最高檔 ，（1分） 解得 （1分），               （1分）

所以變阻器阻值范圍是0到300Ω                                                              （1分）

（2）此時電熨斗表面溫度與環(huán)境溫度之差（1分）

由圖像知電熨斗每秒鐘散發(fā)的熱量q=440J                                                  （1分）

要保持電熨斗的表面溫度不變，則電熨斗的電功率P=440W                         （1分）

                 （1分）                               得                      （1分）

13．(13分) 解析：（1）小球從ABC軌道下滑，機械能守恒，設(shè)到達C點時的速度大小為。則：                                                      （2分）

       小球能在豎直平面內(nèi)做圓周運動，在圓周最高點必須滿足：   （2分）

聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得：                                         （2分）

   （2）若，小球過C點后做平拋運動，設(shè)球經(jīng)C點時的速度大小為，則擊中E點時：

豎直方向：   水平方向：                                   （2分）

由機械能守恒有：                                        （2分）  

聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得      .                                                                           （3分） 

14．(15分)解析：（1）設(shè)粒子過N點時速度v，有

　　　　　　　　　＝cosθ　　　       v＝2v₀                  （2分）

粒子從M點運動到N點的過程，有

qU_MN＝mv²－mv　          U_MN＝　     （3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＝（2分）           r＝　　（2分）

（3）由幾何關(guān)系得ON＝rsinθ                                                          （1分）   

粒子在電場中運動的時間t₁，有ON＝v₀t₁     t₁＝　      （2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＝  　　　　t₂＝　　　   （1分）

                  t＝t₁＋t₂t＝　                             （1分）　　　　　　　　 　

15．(12分) 解析：：⑴設(shè)中央恒星O的質(zhì)量為M，A行星的質(zhì)量為m，則由萬有引力定律和牛頓第二定律得      (3分)

解得      (2分)

⑵由題意可知：A、B相距最近時，B對A的影響最大，且每隔時間相距最近，設(shè)B行星的周期為，則有     (2分)

解得     (2分)

設(shè)B行星的運行軌道半徑為，根據(jù)開普勒第三定律有     (2分)

解得    (1分)

16．(15分) 解析：⑴米袋在AB上加速時的加速度   (1分)

米袋的速度達到時，滑行的距離，因此米袋在到達B點之前就有了與傳送帶相同的速度                                             (2分)

設(shè)米袋在CD上運動的加速度大小為a，由牛頓第二定律得

                                       (1分)

代入數(shù)據(jù)得                                           (1分)

所以能滑上的最大距離                             (1分)

⑵設(shè)CD部分運轉(zhuǎn)速度為時米袋恰能到達D點(即米袋到達D點時速度恰好為零)，則米袋速度減為之前的加速度為

   (1分)

米袋速度小于至減為零前的加速度為

    (1分)

由   (2分)

解得  ，即要把米袋送到D點，CD部分的速度   (1分)

米袋恰能運到D點所用時間最長為     (1分)

若CD部分傳送帶的速度較大，使米袋沿CD上滑時所受摩擦力一直沿皮帶向上，則所用時間最短，此種情況米袋加速度一直為。

由    (2分)

所以，所求的時間t的范圍為      (1分)