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在粒子加速領域中A．有開創貢獻的物理學家謝家麟獲得2011年度國家最高科學技術獎，該獎項被譽為是“中國的諾貝爾獎”．謝家麟在上世紀80年代參勾了北京正負電子環艱對撞機的研究．環型對撞機是研究高能粒子的重耍裝S，比荷相等的正、負離子由靜止都經過電壓為U的直線加速器加速后，沿圓環切線方向同時注入對撞機的高其空環狀空腔內，空腔內存在著與圓環平面乖直的勻強磁場，磁感應強度人小為B．正、負離子在環狀空腔內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，然后在碰撞區迎面相撞，不考慮相對論效應，下列說法正確的是（　　）

A、.所加的勻強磁場的方向應垂直圓環平面向外

B、.若加速電壓．一定，離子的比荷 q m 越大，磁感應強度B越小

C、.磁感應強度B-定時，比荷 q m 相同的離子加速后，質量大的離子動能小

D、.對于給定的正、負離子，加速電壓U越大，離子在環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，足夠長的矩形區域abcd內充滿磁感應強度為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場，現從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（電子的電荷量與質量之比）的實驗裝置如圖所示，真空管內的陰極K發出的電子（不計初速、重力和電子間的相互作用）經加速電壓加速后，穿過A′中心的小孔沿中心軸O₁O的方向進入到兩塊水平正對放置的平行極板P和P'間的區域．當極板間不加偏轉電壓時，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′間的區域，再加上一個方向垂直于紙面向里的勻強磁場．調節磁場的強弱，當磁感應強度的大小為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）推導出電子的比荷的表達式

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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，足夠長的矩形區域abcd內充滿磁感應強度為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場，現從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（電子的電荷量與質量之比）的實驗裝置如圖所示，真空管內的陰極K發出的電子（不計初速、重力和電子間的相互作用）經加速電壓加速后，穿過A′中心的小孔沿中心軸O₁O的方向進入到兩塊水平正對放置的平行極板P和P'間的區域．當極板間不加偏轉電壓時，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′間的區域，再加上一個方向垂直于紙面向里的勻強磁場．調節磁場的強弱，當磁感應強度的大小為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）推導出電子的比荷的表達式

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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，足夠長的矩形區域abcd內充滿磁感應強度為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場，現從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（電子的電荷量與質量之比）的實驗裝置如圖所示，真空管內的陰極K發出的電子（不計初速、重力和電子間的相互作用）經加速電壓加速后，穿過A′中心的小孔沿中心軸O₁O的方向進入到兩塊水平正對放置的平行極板P和P'間的區域．當極板間不加偏轉電壓時，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′間的區域，再加上一個方向垂直于紙面向里的勻強磁場．調節磁場的強弱，當磁感應強度的大小為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）推導出電子的比荷的表達式

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某同學設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建立xoy坐標系，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三個區域，在這三個區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區域中的x軸上、下兩側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，ABCD是以坐標原點O為中心對稱的正方形，其邊長a=0.2m．現在界面MN上的A點沿x軸正方向發射一個比荷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B、C、D三點后回到A點，做周期性運動，軌跡構成一個“0”字，已知粒子每次穿越Ⅱ區域時均作直線運動．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游標卡尺的讀數為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分度游標卡尺的讀數等于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)

設電壓表內阻為，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。有數值計算的題。答案中必須明確寫出數值和單位。

23．(16分)解：設兩球碰撞后，球的速度分別為、

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

  設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)設水平拉力為F，對框架、cd棒受力分析，

                當框架勻速運動時，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)設框架做勻速運動的速度大小為，則感應電動勢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)

     聯立以上各式解出：     (2分)

25．(20分)解：(1)粒子經過電場加速后，設進入磁場的速度為

    (3分)

  得： (1分)

  粒子在磁場中做圓周運動，設半徑為r，   (3分)

  得：r=2R       (1分)

  設粒子運動的圓心為點E，圓心角為2；   (2分)；

∠CGF=2，FC=(4R一R)tan2一3R× (3 分)；

故F點坐標為(4R；4R)

(2)當圓形磁場整體轉動時，粒子做圓周運動的圓心和軌跡都不變。

當磁場區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。(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有揮發性，且有毒。(2分)

      (4)Cu+H₂O₂+H₂SO₄=CuSO₄+2H₂O(4分)

      (5)冷卻結晶(或結晶)(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相同的環境下

    (4)結果預測與分析

      ①A組的種子萌發數量和長度與B組相比都有所減少

      ②A組的種子萌發數量和長度與B組相比都有所增加

        洗發水對種子萌發和生長都有一定的促進作用

      ③A組的種子萌發數量和長度與B組基本相同

        洗發水對種子萌發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

白質可能只有一個氨基酸發生改變，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，光反應速率降低             

      “光斑”照耀期間積累的ATP和NADPH還可以使暗反應持續一段時間