注意事項(xiàng)：
1.答卷前，請(qǐng)考生先在答題卡上準(zhǔn)確工整地填寫本人姓名、準(zhǔn)考證號(hào)；
2.選擇題必須使用2B鉛筆填涂；非選擇題必須使用0.5mm黑色簽字筆答題；
3.請(qǐng)?jiān)诖痤}卡中題號(hào)對(duì)應(yīng)的區(qū)域內(nèi)作答，超出區(qū)域書寫的答案無(wú)效；在草稿紙、試題卷上答題無(wú)效；
4.請(qǐng)保持答題卡卡面清潔，不要折疊、損毀；考試結(jié)束后，將答題卡交回。
一、單項(xiàng)選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。
1. 如圖所示，某滑雪場(chǎng)上，一小孩坐在滑雪板上，一大人用與水平方向成角的斜向上的恒定拉力拉著滑雪板水平向右做直線運(yùn)動(dòng)。某時(shí)刻小孩與滑雪板的速度為，此時(shí)力F的功率為（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【詳解】恒力與速度的夾角為，由恒力瞬時(shí)功率的公式得
故選B。
2. 如圖為“天問一號(hào)”環(huán)繞火星運(yùn)動(dòng)過程中的兩條軌道的示意圖，“天問一號(hào)”在1、2兩條軌道上的運(yùn)動(dòng)均可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)。“天問一號(hào)”在軌道2上的（ ）
A. 線速度更大B. 向心加速度更小
C. 運(yùn)行周期更長(zhǎng)D. 角速度更小
【答案】A
【解析】
【詳解】A．根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力
解得
由于軌道2的半徑小，所以線速度大，故A正確；
B．根據(jù)牛頓第二定律
解得
由于軌道2的半徑小，所以向心加速度大，故B錯(cuò)誤；
CD．根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力
解得
由于軌道2的半徑小，所以周期?。桓鶕?jù)可知，角速度大，故CD錯(cuò)誤。
故選A。
3. 如圖所示，有三片荷葉伸出荷塘水面，一只青蛙要從高處荷葉中心c處跳到低處荷葉中心處。設(shè)低處荷葉中心a、b和高處荷葉中心c均在同一豎直平面內(nèi)，a在b正上方。將青蛙的跳躍視為平拋運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的是（ ）
A. 青蛙跳到a處和b處的初速度相等
B. 青蛙跳到a處和b處的時(shí)間相等
C. 青蛙跳到a處的初速度更小
D. 青蛙跳到b處的初速度更小
【答案】D
【解析】
【詳解】B．從高處荷葉中心c處跳到低處荷葉中心b處下降高度更大，由自由落體位移時(shí)間關(guān)系得
可知青蛙跳到a處的時(shí)間小于跳到b處的時(shí)間，故B錯(cuò)誤；
ACD．青蛙跳到a處和b處的水平位移相等，水平方向勻速運(yùn)動(dòng)
可知青蛙跳到a處的初速度大于跳到b處的初速度，故AC錯(cuò)誤，D正確。
故選D。
4. 如圖所示，是外地游客來(lái)重慶旅游的熱門打卡地之一的長(zhǎng)江索道。索道轎廂通過四根等長(zhǎng)的吊臂吊在鋼絲上，吊臂的張力可視為沿吊臂方向，每根吊臂與豎直方向的夾角接近30°，轎廂和乘客的總重力為G，轎廂靜止時(shí)，每根吊臂的張力近似為（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【詳解】由題意，轎廂靜止時(shí)根據(jù)平衡條件可得
求得每根吊臂的張力
故選D。
5. 一列沿x軸負(fù)方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波如圖所示，介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)P的平衡位置坐標(biāo)，質(zhì)點(diǎn)Q的平衡位置坐標(biāo)，實(shí)線為時(shí)刻的波形圖，虛線為時(shí)刻的波形圖，波的周期，以下判斷正確的是（ ）
A. 該列波的波長(zhǎng)為6m
B. 該列波的傳播速度為5m/s
C. 在時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)
D. 經(jīng)過，質(zhì)點(diǎn)P沿x軸負(fù)方向移動(dòng)了6m
【答案】B
【解析】
【詳解】A．由圖可知，該列波的波長(zhǎng)為
故A錯(cuò)誤；
B．因?yàn)椴ǖ闹芷?，所以由圖可知，該列波在的時(shí)間內(nèi)，沿波的傳播方向上傳播的距離小于一個(gè)波長(zhǎng)，為
則該列波的傳播速度為
故B正確；
C．在時(shí)，根據(jù)“同側(cè)法”可知，質(zhì)點(diǎn)Q沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；
D．在波的傳播過程中，質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移，故D錯(cuò)誤。
故選B。
6. 沿空間某直線建立x軸，該直線上的靜電場(chǎng)方向沿x軸，其x軸正半軸上電場(chǎng)強(qiáng)度隨x軸上位置變化規(guī)律如圖所示，原點(diǎn)O到間的圖線為直線，x軸正方向?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度正方向，x軸負(fù)方向?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度負(fù)方向，一個(gè)電荷量大小為q的粒子在O點(diǎn)由靜止釋放，剛好能沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)到處，不計(jì)粒子的重力，則下列判斷正確的是（ ）
A. 該粒子帶負(fù)電
B. 粒子在處的電勢(shì)能小于處的電勢(shì)能
C. 粒子在處的動(dòng)能為
D. O點(diǎn)到之間電勢(shì)差大于到之間電勢(shì)差
【答案】C
【解析】
【詳解】A．粒子在O點(diǎn)由靜止釋放，剛好能沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)到處，粒子先做加速運(yùn)動(dòng)后做減速運(yùn)動(dòng)，受力方向先與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同，后與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反，故粒子帶正電，故A錯(cuò)誤；
B．粒子從到的過程中，電場(chǎng)力一直做正功，電勢(shì)能減少，所以粒子在處的電勢(shì)能大于處的電勢(shì)能，故B錯(cuò)誤；
C．從O點(diǎn)到處，E-x圖線與坐標(biāo)軸所圍的面積表示O點(diǎn)到處電勢(shì)差。從O點(diǎn)到處由動(dòng)能定理得
故在處的動(dòng)能為，故C正確；
D．設(shè)O點(diǎn)到之間電勢(shì)差為,到之間電勢(shì)差為，由動(dòng)能定理得
得
O點(diǎn)到之間電勢(shì)差與到之間電勢(shì)差相等，故D錯(cuò)誤。
故選C。
7. 如圖所示，一足夠長(zhǎng)的質(zhì)量為M=10kg的長(zhǎng)木板在光滑水平面上以3m/s的速度向右行駛。某時(shí)刻輕放一質(zhì)量m=2.0kg的小黑煤塊在長(zhǎng)木板右端（小黑煤塊視為質(zhì)點(diǎn)且初速度為零），同時(shí)給長(zhǎng)木板施加一個(gè)F=14N的向右水平恒力，煤塊與長(zhǎng)木板間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.20，取g=10m/s2.,則下列說(shuō)法正確的是（ ）
A. 煤塊整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)再做勻速直線運(yùn)動(dòng)
B. 煤塊放上長(zhǎng)木板后，長(zhǎng)木板一直做加速度不變的加速運(yùn)動(dòng)
C. 煤塊在4s內(nèi)前進(jìn)的位移為9m
D. 煤塊最終在長(zhǎng)木板上留下的痕跡長(zhǎng)度為4.5m
【答案】D
【解析】
【詳解】AB．對(duì)煤塊，根據(jù)牛頓第二定律，有
可得煤塊向右運(yùn)動(dòng)的加速度
m/s2
對(duì)長(zhǎng)木板，根據(jù)牛頓第二定律，有
解得長(zhǎng)木板向右運(yùn)動(dòng)的加速度
m/s2
經(jīng)過時(shí)間兩者共速
解得
s
共速后兩者一起以相同的加速度向右加速，根據(jù)牛頓第二定律，有
解得
m/s2.
故AB錯(cuò)誤；
CD．在s時(shí)間內(nèi)，煤塊向右運(yùn)動(dòng)位移
長(zhǎng)木板向右運(yùn)動(dòng)的位移為
解得
煤塊相對(duì)長(zhǎng)木板向左的位移為
故C錯(cuò)誤，D正確。
故選D。
二、多項(xiàng)選擇題：本題共3小題，每小題5分，共15分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。
8. 如題圖所示，理想變壓器的原線圈、副線圈匝數(shù)比為n1：n2=2：1，電阻R=10Ω，電壓表為理想交流電壓表，原線圈的交流電壓瞬時(shí)值表達(dá)式為，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A. 電壓表的示數(shù)為
B. 電壓表的示數(shù)為10V
C. 交流電的頻率為2.5Hz
D. 電阻R電功率為100W
【答案】BC
【解析】
【詳解】AB．由可知，原線圈兩端電壓最大值V，則有效值為
V
根據(jù)電壓與匝數(shù)比關(guān)系，有
解得副線圈兩端的電壓為
V
因電壓表顯示的示數(shù)是有效值，故電壓表的示數(shù)為10V，故A錯(cuò)誤，B正確；
C．根據(jù)解得
Hz=2.5Hz
故C正確；
D．根據(jù)電功率公式有
W
故D錯(cuò)誤；
故選BC。
9. 如圖所示，水平面上M、N兩處有甲、乙兩個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，N點(diǎn)右側(cè)水平面粗糙，左側(cè)水平面光滑。若甲在水平向右的拉力F=3N的作用下由靜止向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)t=2s時(shí)撤去拉力F，緊接著甲與乙發(fā)生彈性正碰，其中乙滑行1.6m后停下，已知乙的質(zhì)量為1kg，乙與粗糙水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，取g=10m/s2，則（ ）
A. 0到2s內(nèi)拉力F的沖量為6N·s
B. 碰撞后瞬間乙的速度大小為3m/s
C. 撤去拉力F時(shí)甲的速度大小為3m/s
D. 甲的質(zhì)量為1kg
【答案】AC
【解析】
【詳解】A．根據(jù)沖量的定義式可得0到2s內(nèi)拉力F的沖量為
故A正確；
B．對(duì)乙碰撞后的過程中利用動(dòng)能定理得
解得
故B錯(cuò)誤；
CD．設(shè)甲的質(zhì)量為，碰前速度為，碰后速度為，根據(jù)動(dòng)量守恒得
根據(jù)機(jī)械能守恒得
又
聯(lián)立解得
故C正確，D錯(cuò)誤。
故選AC。
10. 如圖所示，質(zhì)量分別為和m的物體P、Q用跨過定滑輪O的輕繩連接，P穿在固定的豎直光滑桿上，Q置于傾角的光滑固定斜面上。一勁度系數(shù)的輕質(zhì)彈簧的一端固定在斜面底端的擋板上，另一端連接Q。初始時(shí)，施加外力將P靜置于N點(diǎn)，輕繩恰好伸直但無(wú)拉力，ON段水平，ON=3l，OQ段與斜面平行，現(xiàn)將P由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)過程中經(jīng)過M點(diǎn)，MN=4l。P、Q均可視為質(zhì)點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)過程中Q不會(huì)與滑輪相碰，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，重力加速度為g，不計(jì)一切阻力。則P從N點(diǎn)下滑到M點(diǎn)的過程中（ ）
A. P、Q組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒
B. 經(jīng)過M點(diǎn)時(shí)P與Q的速度大小關(guān)系
C. P的機(jī)械能一直減小
D. 輕繩對(duì)P做的功為
【答案】BCD
【解析】
【詳解】A．由于彈簧對(duì)Q做功，所以P、Q組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒，故A錯(cuò)誤；
C．繩子拉力一直對(duì)P做負(fù)功，P的機(jī)械能一直減少，故C正確；
BD．開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，對(duì)Q根據(jù)平衡條件，有
彈簧的壓縮量為
則P經(jīng)過M點(diǎn)時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量為
可知P從N點(diǎn)下滑到M點(diǎn)的過程，彈簧的彈性勢(shì)能變化量為0，根據(jù)能量守恒可得
根據(jù)速度關(guān)聯(lián)關(guān)系可得
其中
解得
聯(lián)立以上解得經(jīng)過M點(diǎn)時(shí)P的速度大小為
對(duì)P根據(jù)動(dòng)能定理可得
解得輕繩對(duì)P做的功為
故BD正確。
故選BCD。
三、非選擇題：本題共5小題，共57分。
11. 用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)探究小球做圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度和半徑r之間的關(guān)系，圖乙是變速塔輪的原理示意圖。皮帶連接著左塔輪和右塔輪，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄使長(zhǎng)槽和短槽分別隨塔輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，槽內(nèi)的球就做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。橫臂的擋板對(duì)球的壓力提供了向心力，球?qū)醢宓姆醋饔昧νㄟ^橫臂的杠桿作用使彈簧測(cè)力套筒下降，從而露出標(biāo)尺，標(biāo)尺上的紅白相間的等分格顯示出兩個(gè)小球所受向心力的比值，其中A和C的半徑相同，B的半徑是A的半徑的兩倍。
（1）在研究向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度和半徑r之間的關(guān)系時(shí)，我們主要用到了物理學(xué)中的_____。
A. 理想模型法B. 等效替代法C. 控制變量法D. 微小量放大法
（2）某次實(shí)驗(yàn)時(shí)，選擇兩個(gè)體積相等的實(shí)心鋁球和鋼球分別放置在A處和C處，變速塔輪的半徑之比為1：1，是探究哪兩個(gè)物理量之間的關(guān)系_____。
A. 向心力與質(zhì)量B. 向心力與角速度
C. 向心力與半徑D. 向心力與線速度
（3）某次實(shí)驗(yàn)保證小球質(zhì)量和圓周運(yùn)動(dòng)半徑相等，若標(biāo)尺上紅白相間的等分格顯示出兩個(gè)小球所受向心力的比值為1：4，由圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)可以判斷與皮帶連接的變速塔輪相對(duì)應(yīng)的半徑之比為_____。
A. 1：2B. 2：1C. 1：4D. 4：1
【答案】（1）C （2）A
（3）B
【解析】
【小問1詳解】
[1]利用該裝置在研究向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度和半徑r之間的關(guān)系時(shí)，我們主要用到了物理學(xué)中的控制變量法，故選C。
【小問2詳解】
[1]實(shí)驗(yàn)中，兩球質(zhì)量不相同，變速塔輪半徑之比為1：1，則角速度相等，根據(jù)
此時(shí)可研究向心力的大小F與質(zhì)量m的關(guān)系，故選A。
【小問3詳解】
[1]根據(jù)
小球質(zhì)量和圓周運(yùn)動(dòng)半徑相等，兩個(gè)小球所受向心力的比值為1：4，可以判斷與皮帶連接的變速塔輪相對(duì)應(yīng)的半徑之比為2：1，故選B。
12. 某同學(xué)研究小燈泡的伏安特性，要求測(cè)量數(shù)據(jù)盡量精確，繪制曲線完整，所使用的器材有：
小燈泡L（額定電壓，額定電流）；
電壓表V（量程，內(nèi)阻）；
電流表A（量程0~400mA，內(nèi)阻約1Ω）；
定值電阻R1（阻值1000Ω）；
滑動(dòng)變阻器R（阻值）；
電源（電動(dòng)勢(shì)5V，內(nèi)阻不計(jì)）；
開關(guān)S；導(dǎo)線若干。
（1）實(shí)驗(yàn)中，電壓表的量程偏小，需要將電壓表與定值電阻R1串聯(lián)，改裝后的電壓表的量程為_____V。
（2）畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖。
（3）實(shí)驗(yàn)測(cè)得該小燈泡伏安特性曲線如圖甲所示。由實(shí)驗(yàn)曲線可知，當(dāng)小燈泡兩端的電壓為1.4V時(shí)，小燈泡的電阻為_____Ω（結(jié)果保留1位小數(shù)），隨著小燈泡兩端電壓的增加小燈泡的電阻_____（“增大”、“減小”或“不變”）。
（4）用另一個(gè)電動(dòng)勢(shì)為6V，內(nèi)阻為4Ω的電源E0和兩個(gè)該小燈泡L、滑動(dòng)變阻器R連成圖乙所示的電路，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值，使滑動(dòng)變阻器的功率為一個(gè)燈泡功率的2倍，根據(jù)測(cè)得的伏安特性曲線計(jì)算此時(shí)每個(gè)燈泡消耗的功率為_____（結(jié)果保留位小數(shù)）。
【答案】（1）4 （2）
（3） ①. 7.0 ②. 增大
（4）0.48##0.49##0.50##0.51##0.52
【解析】
【小問1詳解】
改裝后的電壓表的量程
【小問2詳解】
為使小燈泡兩端電壓測(cè)量范圍較大，滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，由于燈泡額定電阻
改裝后的電壓表的內(nèi)阻
因?yàn)?br>電流表選用外接法，故電路圖如圖所示
【小問3詳解】
[1] 由實(shí)驗(yàn)曲線可知，當(dāng)小燈泡兩端的電壓為1.4V時(shí)，電流為，故燈泡電阻
[2] 隨著小燈泡兩端電壓的增加，小燈泡伏安特性曲線上的點(diǎn)與原點(diǎn)的連線的斜率在不斷減小，該斜率表示電阻的倒數(shù)，故小燈泡的電阻隨電壓的增加而增大。
小問4詳解】
設(shè)一個(gè)小燈泡兩端電壓為，電流為，則電路總電流為，調(diào)節(jié)滑片P使滑動(dòng)變阻器R的功率是一個(gè)小燈泡功率的兩倍，則有
可知此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端電壓為；根據(jù)閉關(guān)電路歐姆定律可得
代入數(shù)據(jù)可得
在小燈泡的伏安特性曲線畫出對(duì)應(yīng)圖像，如圖所示
由圖像交點(diǎn)可知，每個(gè)小燈泡消耗的電功率為
13. 某游樂場(chǎng)娛樂設(shè)施如圖所示，傾角37°的粗糙斜面AB和光滑弧面軌道BC在最低點(diǎn)B處平滑連接（不考慮B點(diǎn)處的能量損失）。小孩從斜面上A點(diǎn)由靜止釋放，第一次運(yùn)動(dòng)到弧面軌道C點(diǎn)處時(shí)速度恰好為零?，F(xiàn)把小孩視為質(zhì)點(diǎn)，小孩與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，已知AB間距離為9m，g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8。求：
（1）小孩在斜面上下滑時(shí)的加速度大?。?br>（2）C點(diǎn)和B點(diǎn)的高度差。
【答案】（1）a=2m/s2
（2）
【解析】
【小問1詳解】
物體下滑時(shí)，由牛頓第二定律
解得
a=2m/s2
【小問2詳解】
由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，B點(diǎn)的速度滿足
從B點(diǎn)開始上滑到C點(diǎn)，應(yīng)用動(dòng)能定理，有
代入數(shù)據(jù)，可得
14. 如圖所示，一單匝矩形閉合線圈abcd的質(zhì)量m=3kg，總電阻R=0.12Ω，ab邊的長(zhǎng)l1=0.6m， bc邊的
長(zhǎng)l2=0.2m，置于光滑的絕緣水平桌面（紙面）上，虛線右側(cè)存在范圍足夠大、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=1T?，F(xiàn)使線圈以初速度v0=0.5m/s向右運(yùn)動(dòng)進(jìn)入磁場(chǎng)，直到線圈全部進(jìn)入磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)過程中線圈的左右邊始終與磁場(chǎng)邊界平行，不考慮線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)對(duì)原磁場(chǎng)分布和空氣阻力的影響。求：
（1）線圈的ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，ab邊受到的安培力大小；
（2）線圈全部進(jìn)入磁場(chǎng)過程中，流過ab的電荷量；
（3）線圈全部進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小以及線圈進(jìn)入磁場(chǎng)過程中產(chǎn)生的焦耳熱。
【答案】（1）1.5N
（2）1C （3）m/s，0.24J
【解析】
【小問1詳解】
當(dāng)線圈的ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
電流為
ab邊受到的安培力
解得
N
【小問2詳解】
設(shè)ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)后，經(jīng)過時(shí)間?t，cd邊恰好進(jìn)入磁場(chǎng)，此過程流過ab邊的電荷量
平均電動(dòng)勢(shì)為
磁通量變化量為
平均電流為
解得
C
【小問3詳解】
線圈進(jìn)入磁場(chǎng)的過程由動(dòng)量定理有
解得
m/s
由能量轉(zhuǎn)換與守恒定律，有
解得
J
15. 如圖所示，在直線MN下方充滿豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，直線MN上方充滿垂直平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。磁場(chǎng)中的Q點(diǎn)固定有一可視為質(zhì)點(diǎn)的絕緣磁場(chǎng)換向開關(guān)。從勻強(qiáng)電場(chǎng)中的P點(diǎn)靜止釋放一個(gè)質(zhì)量為m，電荷量為q的帶正電的粒子，粒子從N點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)后，運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)與磁場(chǎng)換向開關(guān)發(fā)生碰撞。碰撞后勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向立即反向，大小不變，碰撞對(duì)粒子的電荷量及電性無(wú)影響。P、N兩點(diǎn)之間的距離為L(zhǎng)，Q到直線MN的距離也為L(zhǎng)，Q、N兩點(diǎn)之間的距離為2L。忽略邊界效應(yīng)及磁場(chǎng)突變的影響，不計(jì)粒子重力。
（1）求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大??；
（2）若該勻強(qiáng)磁場(chǎng)只存在于直線MN上方某區(qū)域（大小不變），粒子第一次與磁場(chǎng)換向開關(guān)碰撞后速度的大小變?yōu)榕鲎睬暗?，速度的方向與碰撞前相反，且碰撞后粒子能夠垂直通過直線MN上的S點(diǎn)（S點(diǎn)未畫出），求SN間的距離；
（3）若該勻強(qiáng)磁場(chǎng)只存在于直線MN上方某區(qū)域（大小不變），粒子每次碰撞后速度的大小均變?yōu)榕鲎睬暗?，速度的方向與碰撞前相反。粒子每次離開磁場(chǎng)區(qū)域后，磁場(chǎng)的方向立即變回垂直平面向里。且粒子每次均能垂直通過直線MN，求從P點(diǎn)釋放開始到第n次與磁場(chǎng)換向開關(guān)碰撞所經(jīng)歷的時(shí)間。
【答案】（1）
（2）
（3）①當(dāng)n=1時(shí)，②當(dāng)n≥2時(shí)，
【解析】
【小問1詳解】
粒子從P點(diǎn)到N點(diǎn)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理
由幾何關(guān)系可知
由洛倫茲力提供向心力
解得
【小問2詳解】
由洛倫茲力提供向心力
如圖所示
由幾何關(guān)系有
解得
【小問3詳解】
當(dāng)n=1時(shí)，在電場(chǎng)中
而
在磁場(chǎng)中
由
如圖所示
當(dāng)n≥2時(shí)，第一次碰后在磁場(chǎng)中
第一次碰后在無(wú)電磁場(chǎng)區(qū)域
第一次碰后在電場(chǎng)區(qū)域
得

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