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如圖(a)，平行金屬板A和B間的距離為d ，它們的右端安放著靶MN（可金屬板右側(cè)上下移動(dòng)也可在紙面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)），現(xiàn)在A、B板上加上如圖（b）所示的方波形電壓，t=0時(shí)A板比B板的電勢(shì)高，電壓的正向值為U₀，反向值也為U₀．現(xiàn)有由質(zhì)量為m的帶正電且電荷量為q的粒子組成的粒子束，從AB的中點(diǎn)O以平行于金屬板方向OO^/的速度大小為持續(xù)不斷射入，所有粒子在AB間的飛行時(shí)間均為T，且不會(huì)與金屬板相碰，不計(jì)重力影響．求：
（1）金屬板長(zhǎng)度
（2）粒子飛出電場(chǎng)時(shí)位置離O^/點(diǎn)的距離范圍
（3）要使粒子能全部打在靶MN上，靶MN的長(zhǎng)度至少多大？

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一、單項(xiàng)選擇題：本題共5小題，每小題3分，共15分

題   號(hào)

1

2

3

4

5

答   案

D

C

B

C

D

二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分．每題有多個(gè)選項(xiàng)符合題意，全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，錯(cuò)選或不答的得0分．

題   號(hào)

6

7

8

9

答   案

AD

BD

AC

AD

三、簡(jiǎn)答題：本題分必做題（第10、11題）和選做題（第12題）兩部分，共計(jì)42分．請(qǐng)將解答填在答題卡相應(yīng)的位置．

10、10．2.80 m²/s²；     1.30 m/s（ m/s）；   

11、（1）乙同學(xué)；畫出的圖線是一條直線，容易求出電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻

   （2）如下圖所示

（3）0.75~1.2 （2分）；9000~11000

（4）電源內(nèi)阻過大

12．選做題（請(qǐng)從A、B和C三小題中選定兩小題作答，并在答題卡上把所選題目對(duì)應(yīng)字母后的方框涂滿涂黑．如都作答則按A、B兩小題評(píng)分．）

A． (選修模塊3-3) (12分)

⑴0.12   ⑵A  ⑶減少，1×10⁵J

B． (選修模塊3-4) (12分)

⑴  10，4，沿y軸正方向，5   ⑵  C   ⑶  ，紅

C． (選修模塊3-5) (12分)

⑴，（m₁+m₂―m₃）c²    ⑵ C  ⑶ 40m/s

四、計(jì)算題：本題共3小題，共47分．解答時(shí)請(qǐng)寫出必要文字說明、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，答案中須明確寫出數(shù)值和單位．

13、（1）打出粒子的速度都是相同的，在沿電場(chǎng)線方向速度大小為

所以打出速度大小為          

設(shè)速度方向與v₀的夾角為θ，則 

（2）當(dāng)粒子由時(shí)刻進(jìn)入電場(chǎng)，向下側(cè)移最大，則

當(dāng)粒子由時(shí)刻進(jìn)入電場(chǎng)，向上側(cè)移最大，則

在距離O^/中點(diǎn)下方至上方范圍內(nèi)有粒子打出．

14、⑴PQ在區(qū)域Ⅱ中距中間邊界，而MN在區(qū)域I 距中間邊界時(shí)，PQ邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 

 MN邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

故回路中的電動(dòng)勢(shì)V  

由于線框勻速運(yùn)動(dòng)，故水平拉力做的功等于線框中產(chǎn)生的焦耳熱，即

⑵設(shè)初速度為，勻速運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后減速，MN邊到達(dá)中間界線時(shí)速度為，接著又勻速運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，再減速，最后速度為0，則對(duì)跨越中間邊界的過程據(jù)動(dòng)量定理有

對(duì)跨越最右邊界的過程據(jù)動(dòng)量定理有     

線圈運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，電量

聯(lián)立化簡(jiǎn)得   

由上式可得：        則    

故            則     

15、⑴ 木塊受到鉛塊提供的滑動(dòng)摩擦力

有鉛塊的那個(gè)木塊與地面間的最大靜摩擦力為

其余每個(gè)木塊與地面間的最大靜摩擦力為

設(shè)鉛塊到第n個(gè)木塊時(shí)，第n個(gè)木塊及后面的木塊開始在地面上滑動(dòng)，則

    得 n>11.5

即當(dāng)鉛塊滑到第12個(gè)木塊左端時(shí)，12、13兩木塊開始在地面上滑動(dòng)。

⑵ 鉛塊剛滑上第12個(gè)木塊左端時(shí)的速度滿足

解得

鉛塊滑動(dòng)的加速度，

此時(shí)第12、13的加速度

以第12、13兩木塊為參考系，鉛塊滑到第12個(gè)木塊右端時(shí)相對(duì)木塊的速度滿足

故鉛塊可以滑上第13個(gè)木塊，在第13個(gè)木塊上滑動(dòng)時(shí)，木塊的加速度為

以第13個(gè)木塊為參照，鉛塊相對(duì)木塊13靜止時(shí)滑行的距離為

所以，鉛塊最終停在第13塊木塊上，距離其左端0.107m。