如图所示，空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场，已知左侧匀强电场的场强大小为E、方向水平向右，其宽度为L；中间区域匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外；右侧匀强磁场的磁感应强度大小也为B、方向垂直纸面向里．一个带正电的粒子（质量为m、电荷量为q，不计重力）从电场左边缘a点由静止开始运动，穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后，又回到了a点，然后重复上述运动过程．求：
（1）中间磁场区域的宽度d．
（2）带电粒子从a点开始运动到第一次回到a点时所用的时间t．

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如图所示，空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场．左侧匀强电场的场强大小为E、方向水平向右，电场宽度为L；中间区域和右侧匀强磁场的磁感应强度大小均为B，方向分别垂直纸面向外和向里．一个质量为m、电量为q、不计重力的带正电的粒子从电场的左边缘的O点由静止开始运动，穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后，又回到O点，然后重复上述运动过程．求：
（1）画出带电粒子在上述运动过程的轨迹；
（2）带电粒子在磁场中运动的轨道半径；
（3）带电粒子在磁场中回转一周所用的时间．

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如图所示，空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场．左侧匀强电场的场强大小为E、方向水平向右，电场宽度为L；中间区域及右侧匀强磁场的磁感应强度大小均为B，方向垂直纸面向外和向里．一个质量为m、电量为q、不计重力的带正电的粒子从电场的左边缘的O点由静止开始运动，穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后，又回到O点，然后重复上述运动过程．要求：
（1）定性画出粒子运动轨迹，并求出粒子在磁场中运动的轨道半径R；
（2）中间磁场区域的宽度d；
（3）带电粒子从O点开始运动到第一次回到O点所用时间t．

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如图所示，空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场．左侧匀强电场的场强大小为400V/m、方向水平向右，电场宽度为L=0.1m；方向相反且垂直于纸面的两个匀强磁场的磁感应强度大小均为2T，中间磁场的宽度d可调节，右侧磁场无限大．一个比荷为20c/kg、不计重力的带正电的粒子从电场的左边缘的O点由静止开始释放，穿过中间磁场区域后进入右侧磁场区域．
（1）若粒子第一次回到电场左侧边界时的位置距离O点正上方0.4m处，求中间磁场的宽度d；
（2）若只改变中间磁场的宽度d，求粒子第一次回到电场左边界的可能区域范围．

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如图所示，空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场．匀强磁场分为Ⅰ、Ⅱ两个区域．其边界为MN、PQ，磁感应强度大小均为B，方向如图所示，Ⅰ区域高度为d，Ⅱ区域的高度足够大．一个质量为m、电量为q的带正电的小球从磁场上方的O点由静止开始下落，进入电、磁复合场后，恰能做匀速圆周运动（已知重力加速度为g）．
（1）若带电小球能进入Ⅱ区域，h应满足什么条件？
（2）若带电小球经一定的时间后恰能回到O点，试求出h应满足的条件．
（3）若带电小球第一次射出边界MN时与射入点相距为d，求出h应满足的条件．

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一、单项选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分

题   号

1

2

3

4

5

答   案

D

C

A

D

D

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分．每题有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分．

题   号

6

7

8

9

答   案

AC

BD

AD

BC

三、简答题：本题分必做题（第10、11题）和选做题（第12题）两部分，共计42分．请将解答填在答题卡相应的位置．

10、（1）0.820mm （2）16.98mm    （3）C

11、（1）Ｒ₁  ；  （2） 图略；  （3） 4.5   

   （4）D   理由：根据电阻的伏安特性，电压增大至一定值，电阻阻值会明显变大

12．选做题（请从A、B和C三小题中选定两小题作答，并在答题卡上把所选题目对应字母后的方框涂满涂黑．如都作答则按A、B两小题评分．）

A． (选修模块3-3) (12分)

（1）AC　（2）B　（3）AC

B． (选修模块3-4) (12分)

⑴ CD

⑵ B ；4：9；沿y轴负方向

C． (选修模块3-5) (12分)

⑴ BD

⑵  0.18kg?m/s；等于；0.054J  ；0.135J

四、计算题：本题共3小题，共47分．解答时请写出必要文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中须明确写出数值和单位．

13、（1）带电粒子在电场中加速，由动能定理，可得：

带电粒子在磁场中偏转，由牛顿第二定律，可得：

由以上两式，可得

两磁场区粒子运动半径相同，如图所示根据对称性有

（2）当d＝1m时，粒子打在O点下方最远处，距O点距离y₁=2m（半圆）

当d=0时，粒子打在O点正上方最远处，距O点距离y₂=2m（半圆）

所以所有粒子打在电场左边界上的范围是在距O点上下各2m范围以内。

14、（1）A、B、C三物块系统机械能守恒。B、C下降L，A上升L时，A的速度达最大。

2mgL ?MgL =1/2(M+2m)V²，    -------------------（1分）

当C着地后，若B恰能着地，即B物块下降L时速度为零。A、B两物体系统机
械能守恒。

MgL-mgL=1/2（M+m)V² ------------------（2分）

将V代入，整理得：M=m所以时，B物块将不会着地。--（2分）

（2）若，B物块着地，着地后A还会上升一段。设上升的高度为h，B着

地时A、B整体的速度大小为V₁，从C着地至B着地过程中根据动能定理可得

得--（2分）

B着地后A继续上升的高度------------（1分）

A 上升的最大高度H=2L+h=2L+----------（2分）

15、⑴设某时刻棒MN交线框于P、S点，令PS长为l，则

  此时电动势E = Blv

  MN左侧电阻    MN右侧电阻

  则

故：I=……………………………………………④

因导线框ABCD关于AC对称，所以通MN的电流大小也具有对称性，所以

当l = 0时，电流最小值

当l = 时，电流最大值

⑵设MN到达B的时间为t₀，则t₀=，到达D点用时2t₀，

当0≤t≤t₀时，由④式得：（其中vt =l ）

    代入F=BIl得：F =

当t₀≤t≤2t₀时，将代入④式得：

    代入F=BIl得：

⑶导线框进入矩形磁场后，由牛顿第二定律得：

              取任意△t时间有：