在粒子加速領(lǐng)域中A．有開創(chuàng)貢獻(xiàn)的物理學(xué)家謝家麟獲得2011年度國家最高科學(xué)技術(shù)獎，該獎項被譽為是“中國的諾貝爾獎”．謝家麟在上世紀(jì)80年代參勾了北京正負(fù)電子環(huán)艱對撞機(jī)的研究．環(huán)型對撞機(jī)是研究高能粒子的重耍裝S，比荷相等的正、負(fù)離子由靜止都經(jīng)過電壓為U的直線加速器加速后，沿圓環(huán)切線方向同時注入對撞機(jī)的高其空環(huán)狀空腔內(nèi)，空腔內(nèi)存在著與圓環(huán)平面乖直的勻強磁場，磁感應(yīng)強度人小為B．正、負(fù)離子在環(huán)狀空腔內(nèi)只受洛倫茲力作用而沿相反方向做半徑相等的勻速圓周運動，然后在碰撞區(qū)迎面相撞，不考慮相對論效應(yīng)，下列說法正確的是（　�。�

A、.所加的勻強磁場的方向應(yīng)垂直圓環(huán)平面向外

B、.若加速電壓．一定，離子的比荷 q m 越大，磁感應(yīng)強度B越小

C、.磁感應(yīng)強度B-定時，比荷 q m 相同的離子加速后，質(zhì)量大的離子動能小

D、.對于給定的正、負(fù)離子，加速電壓U越大，離子在環(huán)狀空腔磁場中的運動時間越長

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選做題．在以下兩題中選擇一題完成．多做不加分
如圖所示，足夠長的矩形區(qū)域abcd內(nèi)充滿磁感應(yīng)強度為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場，現(xiàn)從ad邊的中心O點處，垂直磁場方向射入一速度為v₀的帶正電粒子，v₀與ad邊的夾角為30°．已知粒子質(zhì)量為m，帶電量為q，ad邊長為L，不計粒子的重力．
（1）求要使粒子能從ab邊射出磁場，v₀的大小范圍．
（2）粒子在磁場中運動的最長時間是多少？在這種情況下，粒子將從什么范圍射出磁場？
19-B湯姆生用來測定電子的比荷（電子的電荷量與質(zhì)量之比）的實驗裝置如圖所示，真空管內(nèi)的陰極K發(fā)出的電子（不計初速、重力和電子間的相互作用）經(jīng)加速電壓加速后，穿過A′中心的小孔沿中心軸O₁O的方向進(jìn)入到兩塊水平正對放置的平行極板P和P'間的區(qū)域．當(dāng)極板間不加偏轉(zhuǎn)電壓時，電子束打在熒光屏的中心O點處，形成了一個亮點；加上偏轉(zhuǎn)電壓U后，亮點偏離到O′點，（O′與O點的豎直間距為d，水平間距可忽略不計．此時，在P和P′間的區(qū)域，再加上一個方向垂直于紙面向里的勻強磁場．調(diào)節(jié)磁場的強弱，當(dāng)磁感應(yīng)強度的大小為B時，亮點重新回到O點．已知極板水平方向的長度為L₁，極板間距為b，極板右端到熒光屏的距離為L₂（如圖所示）．
（1）求打在熒光屏O點的電子速度的大小．
（2）推導(dǎo)出電子的比荷的表達(dá)式

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選做題．在以下兩題中選擇一題完成．多做不加分
如圖所示，足夠長的矩形區(qū)域abcd內(nèi)充滿磁感應(yīng)強度為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場，現(xiàn)從ad邊的中心O點處，垂直磁場方向射入一速度為v₀的帶正電粒子，v₀與ad邊的夾角為30°．已知粒子質(zhì)量為m，帶電量為q，ad邊長為L，不計粒子的重力．
（1）求要使粒子能從ab邊射出磁場，v₀的大小范圍．
（2）粒子在磁場中運動的最長時間是多少？在這種情況下，粒子將從什么范圍射出磁場？
19-B湯姆生用來測定電子的比荷（電子的電荷量與質(zhì)量之比）的實驗裝置如圖所示，真空管內(nèi)的陰極K發(fā)出的電子（不計初速、重力和電子間的相互作用）經(jīng)加速電壓加速后，穿過A′中心的小孔沿中心軸O₁O的方向進(jìn)入到兩塊水平正對放置的平行極板P和P'間的區(qū)域．當(dāng)極板間不加偏轉(zhuǎn)電壓時，電子束打在熒光屏的中心O點處，形成了一個亮點；加上偏轉(zhuǎn)電壓U后，亮點偏離到O′點，（O′與O點的豎直間距為d，水平間距可忽略不計．此時，在P和P′間的區(qū)域，再加上一個方向垂直于紙面向里的勻強磁場．調(diào)節(jié)磁場的強弱，當(dāng)磁感應(yīng)強度的大小為B時，亮點重新回到O點．已知極板水平方向的長度為L₁，極板間距為b，極板右端到熒光屏的距離為L₂（如圖所示）．
（1）求打在熒光屏O點的電子速度的大小．
（2）推導(dǎo)出電子的比荷的表達(dá)式

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選做題．在以下兩題中選擇一題完成．多做不加分
如圖所示，足夠長的矩形區(qū)域abcd內(nèi)充滿磁感應(yīng)強度為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場，現(xiàn)從ad邊的中心O點處，垂直磁場方向射入一速度為v的帶正電粒子，v與ad邊的夾角為30°．已知粒子質(zhì)量為m，帶電量為q，ad邊長為L，不計粒子的重力．
（1）求要使粒子能從ab邊射出磁場，v的大小范圍．
（2）粒子在磁場中運動的最長時間是多少？在這種情況下，粒子將從什么范圍射出磁場？
19-B湯姆生用來測定電子的比荷（電子的電荷量與質(zhì)量之比）的實驗裝置如圖所示，真空管內(nèi)的陰極K發(fā)出的電子（不計初速、重力和電子間的相互作用）經(jīng)加速電壓加速后，穿過A′中心的小孔沿中心軸O₁O的方向進(jìn)入到兩塊水平正對放置的平行極板P和P'間的區(qū)域．當(dāng)極板間不加偏轉(zhuǎn)電壓時，電子束打在熒光屏的中心O點處，形成了一個亮點；加上偏轉(zhuǎn)電壓U后，亮點偏離到O′點，（O′與O點的豎直間距為d，水平間距可忽略不計．此時，在P和P′間的區(qū)域，再加上一個方向垂直于紙面向里的勻強磁場．調(diào)節(jié)磁場的強弱，當(dāng)磁感應(yīng)強度的大小為B時，亮點重新回到O點．已知極板水平方向的長度為L₁，極板間距為b，極板右端到熒光屏的距離為L₂（如圖所示）．
（1）求打在熒光屏O點的電子速度的大�。�
（2）推導(dǎo)出電子的比荷的表達(dá)式

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某同學(xué)設(shè)想用帶電粒子的運動軌跡做出“0”字樣，首先，在真空空間的豎直平面內(nèi)建立xoy坐標(biāo)系，在x₁=-0.1m和x₂=0.1m處有兩個與y軸平行的豎直界面PQ、MN把空間分成Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ三個區(qū)域，在這三個區(qū)域中分別存在勻強磁場B₃、B₂、B₁，其大小滿足B₂=2B₃=2B₁=0.02T，方向如圖所示．在Ⅱ區(qū)域中的x軸上、下兩側(cè)還分別存在勻強電場E₁、E₂（圖中未畫出），忽略所有電、磁場的邊緣效應(yīng)，ABCD是以坐標(biāo)原點O為中心對稱的正方形，其邊長a=0.2m．現(xiàn)在界面MN上的A點沿x軸正方向發(fā)射一個比荷q/m=1.0×10⁸C/kg的帶正電的粒子（其重力不計），粒子恰能沿圖中實線運動，途經(jīng)B、C、D三點后回到A點，做周期性運動，軌跡構(gòu)成一個“0”字，已知粒子每次穿越Ⅱ區(qū)域時均作直線運動．試求：

（1）粒子自A點射出時的速度大小v₀；
（2）電場強度E₁、E₂的大小和方向；
（3）粒子作一次周期性運動所需的時間．

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選擇題：共21小題．每小題6分。共126分。

一、選擇題：選對的給6分．選錯或未選的給0分。

  1．A    2．D    3．B    4．C    5．D    6．C   7．B    8．A    9．D   10．A

  11．B  12．C   13．B

二、選擇題(本題包括8小題、共48分。每小題給出的四個選項中，有的只有一個選項正

  確．有的有多個選項正確．全部選對的得6分．選對但不全的得3分．有選錯的得0分)

  14．A    15．D    16．B    17．A    18．BC    19．D    20．BC    21．C

非選擇題(共174分)

22．實驗題(本題共2小題，共18分．把答案填在題中的橫線上或按要求作圖)

I．①游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為12.30mm(2分)，被測圓形工件的直徑為24.60mm．(2分)

      解：如圖所示，=R／d=tan63°26′06″=2.000，

∴R=2d=AB，20分度游標(biāo)卡尺的讀數(shù)等于AB間距離為12.30mm，

∴被測圓形工件的直徑為24.60mm．

②4.600(3分)

Ⅱ．①(4分)

②(4分)

③“等于”(3分)

設(shè)電壓表內(nèi)阻為，先閉合S₁，斷開S₂，

；再保持不變，閉合S₂，

計算題(共54分)解答時應(yīng)寫出必要的文宇說明、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)值計算的題。答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。

23．(16分)解：設(shè)兩球碰撞后，球的速度分別為、

  由動量守恒定律得：                         ①(4分)

  設(shè)B球在最高點的速度為，由牛頓第二定律得：     ②(4分)

  碰后B球運動到F點的過程中，由動能定理得：    ③(4分)

  ②代人③得：3 m／s                                            (2分)

  代入①可得：一1m／s                                          (1分)

  方向水平向左                                                       (1分)

24．(18分)解：(1)設(shè)水平拉力為F，對框架、cd棒受力分析，

                當(dāng)框架勻速運動時，對框架有：F=+F_安(2分)

                對棒有2mg=+ F_安(3分)

                當(dāng)框架剛開始運動時，對框架由牛頓第二定律得：

                F一mg=Ma(3分)

                解出a= (2分)

(2)設(shè)框架做勻速運動的速度大小為，則感應(yīng)電動勢E=BL   (2分)

     回路中的電流：I=  (2分)

     對框架由力的平衡得：F=BIL+mg   (2分)

     聯(lián)立以上各式解出：     (2分)

25．(20分)解：(1)粒子經(jīng)過電場加速后，設(shè)進(jìn)入磁場的速度為

    (3分)

  得： (1分)

  粒子在磁場中做圓周運動，設(shè)半徑為r，   (3分)

  得：r=2R       (1分)

  設(shè)粒子運動的圓心為點E，圓心角為2；   (2分)；

∠CGF=2，F(xiàn)C=(4R一R)tan2一3R× (3 分)；

故F點坐標(biāo)為(4R；4R)

(2)當(dāng)圓形磁場整體轉(zhuǎn)動時，粒子做圓周運動的圓心和軌跡都不變。

當(dāng)磁場區(qū)將粒子的軌跡覆蓋最長時，即粒子在磁場中的圓弧軌跡

對應(yīng)的弦長等于磁場的直徑2R，此時粒子的出射速度與z軸的偏

角最大，粒子打在光屏上的點距C點最遠(yuǎn)。(3分)(若論證不充分，

只要圖中畫出圓形磁場的直徑是粒子軌跡的弦，同樣得分。)

△OBE為等邊三角形，有：

    得：   (2分)

故得最大距離：  (2分)

說明：計算題其它解法正確的均給分。

26．(14分) (1)  (2分)

      (2)C(2分)   原子晶體(2分)

      (3)Cl₂+2OH^一=Cl^一十ClO^一+H₂O (4分)

      (4)陰(2分)   0.1(2分)

27．(14分)(1)過濾(2分)，漏斗，玻璃棒(各1分，共2分)

      (2)Cu(2分)

      (3)因為Hg有揮發(fā)性，且有毒。(2分)

      (4)Cu+H₂O₂+H₂SO₄=CuSO₄+2H₂O(4分)

      (5)冷卻結(jié)晶(或結(jié)晶)(2分)

28．(14分)(1)0.16(2分)

      (2)>(3分)，<(3分)

      (3)b=2a>l(4分)，(或a>0.5，b=2a；或b>1，b=2a)

      (4)B、C(2分)

29．(18分)(1)C₇H₆O₄(2分)  羥基、羧基(每空1分，共2分)    

②保護(hù)酚羥基，防止其被氧化 (2分)

③a、b  (2分)

30．(每空2分，共18分)   

    (3)實驗步驟

      I．②實驗組  對照組

      Ⅱ．②大小一致和飽滿程度相同的黃豆種子  ③相同的環(huán)境下

    (4)結(jié)果預(yù)測與分析

      ①A組的種子萌發(fā)數(shù)量和長度與B組相比都有所減少

      ②A組的種子萌發(fā)數(shù)量和長度與B組相比都有所增加

        洗發(fā)水對種子萌發(fā)和生長都有一定的促進(jìn)作用

      ③A組的種子萌發(fā)數(shù)量和長度與B組基本相同

        洗發(fā)水對種子萌發(fā)和生長基本沒有影響

31．(每空2分，共24分)

I．(1)黃毛、尾彎曲   黃毛、灰毛     

(2)BB

       (3)BbX^TX^t

       (4) ①顯性   ②體                          

       (5)乙   乙突變體的蛋白質(zhì)中氨基酸的改變比甲突變體可能更多(或：甲突變體的蛋

白質(zhì)可能只有一個氨基酸發(fā)生改變，乙突變體的蛋白氨基酸序列可能從第一個氨

基酸后都改變)。

    II．(1)O₂釋放   CO₂吸收速率

       (2)光照強度降低，光反應(yīng)速率降低             

      “光斑”照耀期間積累的ATP和NADPH還可以使暗反應(yīng)持續(xù)一段時間