25②（供選用《選修3-l》物理課教材的學(xué)生做）
如圖所示，空間分布著方向平行于紙面且與場區(qū)邊界垂直的有界勻強電場，電場強度為E，場區(qū)寬度為L．在緊靠電場的右側(cè)空間分布著方向垂直于紙面的兩個勻強磁場，磁感應(yīng)強度均為B，兩磁場的方向相反、分界面與電場邊界平行，且右邊磁場范圍足夠大．一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子從A點由靜止釋放后，在電場和磁場存在的空間進行周期性的運動．已知電場的右邊界到兩磁場分界面間的距離是帶電粒子在磁場中運動的軌道半徑的

3

2

倍，粒子重力不計．求：
（1）粒子經(jīng)電場加速后，進入磁場的速度大小；
（2）粒子在磁場中運動的軌道半徑；
（3）粒子從A點出發(fā)到第一次返回A點的時間．

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說明：定出評分標(biāo)準是為了盡可能在統(tǒng)一標(biāo)準下評定成績．試題的參考解答是用來說明評分標(biāo)準的．考生如按其他方法或步驟解答，正確的，同樣給分；有錯的，根據(jù)錯誤的性質(zhì)，參照評分標(biāo)準中相應(yīng)的規(guī)定評分．

一、本題共10小題；每小題4分，共40分．其中第1～5小題，只有一個選項正確；第6～10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

答案

B

D

C

A

C

BCD

AB

AB

BD

二、本題共2小題，共22分．

11．（1）C�。�4分）

（2）擋住P_１、P_２的像（1分）　擋住P_３的像和P_１、P_２（1分）

　　1.41　(4分)?　光路圖如圖所示（4分）

12．說明：本題為開放性試題，有多種解答；正確說明實驗依據(jù)的得4分，實驗操作步驟可行的得4分．示例：

（1）在豎直向上加速的電梯中，用天平測量，天平的平衡不會被破壞，測量值不會變化；而用彈簧秤測量，其測量值會發(fā)生變化．（4分）

（2）分別在靜止的電梯和加速向上的電梯中用該電子秤測量測量同一物體，觀察并比較其讀數(shù)是否相同．（4分）

三、第13小題，參考答案與評分標(biāo)準

參考答案

證明：由庫侖定律得　　　　　　　　　                  ①

帶電質(zhì)點作圓周運動的向心力　　                  ②

帶電質(zhì)點作圓周運動的向心力就是庫侖力，有       ③

又　                                              ④

則　                                         ⑤

整理后得　

評分標(biāo)準：本題共12分．①②式各2分，③式4分，④⑤式各2分．

四、第14小題，參考答案與評分標(biāo)準

參考答案

（1）半導(dǎo)體　

（2）查表I＝1.8A時，Z的電壓為1.2V                         ①

U_R＝E－U_Z　　                                    ②

代入數(shù)據(jù)得U_R＝1.8V                               ③

P_R＝IU　　　　                                   ④

代入數(shù)據(jù)得P_R＝3.24W                             ⑤

（3）任選兩組數(shù)據(jù)可列出：0.8＝k?0.8ⁿ 和 1.25＝k?1ⁿ             ⑥

聯(lián)立可解得，n＝2                                     ⑦

k＝1.25A/V²                                         ⑧

評分標(biāo)準：本題共14分．（1）問3分；（2）問6分，①式1分，②式2分，③～⑤式各1分；（3）問5分，⑥式2分，⑦式1分，⑧式2分（其中單位1分）．

五、第15小題，參考答案與評分標(biāo)準

參考答案

（1）設(shè)探測器的質(zhì)量為m，行星表面的重力加速度為g，有

mg=mr                                       ①

即　g＝r                                     ②

代入數(shù)據(jù)得g≈1.3m/s²                                      ③

（2）該行星表面大氣(氧氣)的壓力F₀可以近似表示為

F₀＝p₀s                                            ④

其中　　F₀＝m₀g                                          ⑤

s=                                            ⑥

則大氣(氧氣)的質(zhì)量m₀可以近似表示為?        ⑦

代入數(shù)據(jù)得　＝5.8×10¹⁷kg                              ⑧

?由于1s分解可得10⁶kg氧氣，則需要的時間為

t=5.8×10¹¹s（≈1.8×10⁴年）                                 ⑨

評分標(biāo)準：本題共15分．（1）問6分，①或②式3分；③式3分；（2）問9分，④式2分，⑤⑥式各1分，⑦式2分，⑧式1分，⑨式2分．

六、第16小題，參考答案與評分標(biāo)準

參考答案

（1）由　q = It                                                ①

q= Ne ，                                         ②

每秒打在靶上的質(zhì)子數(shù)　               ③

（2）由于加速電場是均勻的，質(zhì)子是從靜止開始做勻加速運動，

則　　v² = 2as                                          ④

在l和4 l處質(zhì)子的速度之比                     ⑤

由于所取為極短距離Δl，可認為在此距離內(nèi)質(zhì)子分別以速度v₁、v₂做勻速運動，由此形成的電流恒為1mA，則在兩段Δl距離內(nèi)質(zhì)子的總電量分別為：

q₁=It₁，q₂=It₂，由ｑ=ne

可得                                 ⑥

帶入數(shù)據(jù)可得 ＝2                                   ⑦

評分標(biāo)準：本題共15分．（1）問7分，①②式各2分，③式3分；（1）問8分，④式1分，⑤式2分，⑥式3分，⑦式2分．

七、第17小題，參考答案與評分標(biāo)準

參考答案

17．（1）由動量守恒　　                          ①

則物塊B位移的大小　                            ②

（2）A、B做同頻率的簡諧振動，設(shè)運動到平衡位置時彈簧的伸長量為x，

有　　　　　F=kx                                            ③

彈簧的伸長量最大時，有　                         ④

由動量守恒可知　　　　                       ⑤

聯(lián)立求解,得彈簧的伸長量最大時，

                                     ⑥

這時系統(tǒng)具有的機械能　E=                              ⑦

評分標(biāo)準：本題共16分．（1）問6分，①式4分，②式2分；（2）問10分，③式2分，④式3分，⑤式1分，⑥⑦式各2分．

八、第18小題，參考答案與評分標(biāo)準

參考答案

（1）圖略．所加的最小磁場區(qū)域的邊界為一個圓，該圓位于x軸上方且與P₁點相切；

（2）①　磁場方向垂直于xoy平面向里；（1分），所加的最小磁場區(qū)域的邊界為兩個圓（2分），該兩個圓分別位于x軸上方且分別與P₁、P₂點相切（2分）；

②　沿圖示v₀方向射出的帶電粒子運動的軌跡如圖所示（2分）

③　所加的最小磁場區(qū)域的邊界為兩個圓、軌跡方程分別為

                               ①

                               ②

評分標(biāo)準：本題共16分．（1）問5分，所加的最小磁場區(qū)域的邊界為一個圓，2分；該圓位于x軸上方且與P₁點相切，3分．（2）問11分，磁場方向1分，所加的最小磁場區(qū)域的邊界為兩個圓，2分；該兩個圓分別位于x軸上方且分別與P₁、P₂點相切，2分；沿v₀方向射出的帶電粒子運動的軌跡，2分；①②式各2分．（說明：如按其他方法或步驟解答，正確的，同樣給分；有錯的，根據(jù)錯誤的性質(zhì)，參照評分標(biāo)準中相應(yīng)的規(guī)定評分．）