在粒子加速领域中A．有开创贡献的物理学家谢家麟获得2011年度国家最高科学技术奖，该奖项被誉为是“中国的诺贝尔奖”．谢家麟在上世纪80年代参勾了北京正负电子环艰对撞机的研究．环型对撞机是研究高能粒子的重耍装S，比荷相等的正、负离子由静止都经过电压为U的直线加速器加速后，沿圆环切线方向同时注入对撞机的高其空环状空腔内，空腔内存在着与圆环平面乖直的匀强磁场，磁感应强度人小为B．正、负离子在环状空腔内只受洛伦兹力作用而沿相反方向做半径相等的匀速圆周运动，然后在碰撞区迎面相撞，不考虑相对论效应，下列说法正确的是（　　）

A、.所加的匀强磁场的方向应垂直圆环平面向外

B、.若加速电压．一定，离子的比荷 q m 越大，磁感应强度B越小

C、.磁感应强度B-定时，比荷 q m 相同的离子加速后，质量大的离子动能小

D、.对于给定的正、负离子，加速电压U越大，离子在环状空腔磁场中的运动时间越长

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选做题．在以下两题中选择一题完成．多做不加分
如图所示，足够长的矩形区域abcd内充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，现从ad边的中心O点处，垂直磁场方向射入一速度为v₀的带正电粒子，v₀与ad边的夹角为30°．已知粒子质量为m，带电量为q，ad边长为L，不计粒子的重力．
（1）求要使粒子能从ab边射出磁场，v₀的大小范围．
（2）粒子在磁场中运动的最长时间是多少？在这种情况下，粒子将从什么范围射出磁场？
19-B汤姆生用来测定电子的比荷（电子的电荷量与质量之比）的实验装置如图所示，真空管内的阴极K发出的电子（不计初速、重力和电子间的相互作用）经加速电压加速后，穿过A′中心的小孔沿中心轴O₁O的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P和P'间的区域．当极板间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心O点处，形成了一个亮点；加上偏转电压U后，亮点偏离到O′点，（O′与O点的竖直间距为d，水平间距可忽略不计．此时，在P和P′间的区域，再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场．调节磁场的强弱，当磁感应强度的大小为B时，亮点重新回到O点．已知极板水平方向的长度为L₁，极板间距为b，极板右端到荧光屏的距离为L₂（如图所示）．
（1）求打在荧光屏O点的电子速度的大小．
（2）推导出电子的比荷的表达式

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选做题．在以下两题中选择一题完成．多做不加分
如图所示，足够长的矩形区域abcd内充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，现从ad边的中心O点处，垂直磁场方向射入一速度为v₀的带正电粒子，v₀与ad边的夹角为30°．已知粒子质量为m，带电量为q，ad边长为L，不计粒子的重力．
（1）求要使粒子能从ab边射出磁场，v₀的大小范围．
（2）粒子在磁场中运动的最长时间是多少？在这种情况下，粒子将从什么范围射出磁场？
19-B汤姆生用来测定电子的比荷（电子的电荷量与质量之比）的实验装置如图所示，真空管内的阴极K发出的电子（不计初速、重力和电子间的相互作用）经加速电压加速后，穿过A′中心的小孔沿中心轴O₁O的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P和P'间的区域．当极板间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心O点处，形成了一个亮点；加上偏转电压U后，亮点偏离到O′点，（O′与O点的竖直间距为d，水平间距可忽略不计．此时，在P和P′间的区域，再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场．调节磁场的强弱，当磁感应强度的大小为B时，亮点重新回到O点．已知极板水平方向的长度为L₁，极板间距为b，极板右端到荧光屏的距离为L₂（如图所示）．
（1）求打在荧光屏O点的电子速度的大小．
（2）推导出电子的比荷的表达式

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选做题．在以下两题中选择一题完成．多做不加分
如图所示，足够长的矩形区域abcd内充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，现从ad边的中心O点处，垂直磁场方向射入一速度为v的带正电粒子，v与ad边的夹角为30°．已知粒子质量为m，带电量为q，ad边长为L，不计粒子的重力．
（1）求要使粒子能从ab边射出磁场，v的大小范围．
（2）粒子在磁场中运动的最长时间是多少？在这种情况下，粒子将从什么范围射出磁场？
19-B汤姆生用来测定电子的比荷（电子的电荷量与质量之比）的实验装置如图所示，真空管内的阴极K发出的电子（不计初速、重力和电子间的相互作用）经加速电压加速后，穿过A′中心的小孔沿中心轴O₁O的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P和P'间的区域．当极板间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心O点处，形成了一个亮点；加上偏转电压U后，亮点偏离到O′点，（O′与O点的竖直间距为d，水平间距可忽略不计．此时，在P和P′间的区域，再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场．调节磁场的强弱，当磁感应强度的大小为B时，亮点重新回到O点．已知极板水平方向的长度为L₁，极板间距为b，极板右端到荧光屏的距离为L₂（如图所示）．
（1）求打在荧光屏O点的电子速度的大小．
（2）推导出电子的比荷的表达式

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某同学设想用带电粒子的运动轨迹做出“0”字样，首先，在真空空间的竖直平面内建立xoy坐标系，在x₁=-0.1m和x₂=0.1m处有两个与y轴平行的竖直界面PQ、MN把空间分成Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ三个区域，在这三个区域中分别存在匀强磁场B₃、B₂、B₁，其大小满足B₂=2B₃=2B₁=0.02T，方向如图所示．在Ⅱ区域中的x轴上、下两侧还分别存在匀强电场E₁、E₂（图中未画出），忽略所有电、磁场的边缘效应，ABCD是以坐标原点O为中心对称的正方形，其边长a=0.2m．现在界面MN上的A点沿x轴正方向发射一个比荷q/m=1.0×10⁸C/kg的带正电的粒子（其重力不计），粒子恰能沿图中实线运动，途经B、C、D三点后回到A点，做周期性运动，轨迹构成一个“0”字，已知粒子每次穿越Ⅱ区域时均作直线运动．试求：

（1）粒子自A点射出时的速度大小v₀；
（2）电场强度E₁、E₂的大小和方向；
（3）粒子作一次周期性运动所需的时间．

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选择题：共21小题．每小题6分。共126分。

一、选择题：选对的给6分．选错或未选的给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、选择题(本题包括8小题、共48分。每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正

  确．有的有多个选项正确．全部选对的得6分．选对但不全的得3分．有选错的得0分)

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

非选择题(共174分)

22．实验题(本题共2小题，共18分．把答案填在题中的横线上或按要求作图)

I．①游标卡尺的读数为12.30mm(2分)，被测圆形工件的直径为24.60mm．(2分)

      解：如图所示，=R／d=tan63°26′06″=2.000，

∴R=2d=AB，20分度游标卡尺的读数等于AB间距离为12.30mm，

∴被测圆形工件的直径为24.60mm．

②4.600(3分)

Ⅱ．①(4分)

②(4分)

③“等于”(3分)

设电压表内阻为，先闭合S₁，断开S₂，

；再保持不变，闭合S₂，

计算题(共54分)解答时应写出必要的文宇说明、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。答案中必须明确写出数值和单位。

23．(16分)解：设两球碰撞后，球的速度分别为、

  由动量守恒定律得：                         ①(4分)

  设B球在最高点的速度为，由牛顿第二定律得：     ②(4分)

  碰后B球运动到F点的过程中，由动能定理得：    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)设水平拉力为F，对框架、cd棒受力分析，

                当框架匀速运动时，对框架有：F=+F_安(2分)

                对棒有2mg=+ F_安(3分)

                当框架刚开始运动时，对框架由牛顿第二定律得：

                F一mg=Ma(3分)

                解出a= (2分)

(2)设框架做匀速运动的速度大小为，则感应电动势E=BL   (2分)

     回路中的电流：I=  (2分)

     对框架由力的平衡得：F=BIL+mg   (2分)

     联立以上各式解出：     (2分)

25．(20分)解：(1)粒子经过电场加速后，设进入磁场的速度为

    (3分)

  得： (1分)

  粒子在磁场中做圆周运动，设半径为r，   (3分)

  得：r=2R       (1分)

  设粒子运动的圆心为点E，圆心角为2；   (2分)；

∠CGF=2，FC=(4R一R)tan2一3R× (3 分)；

故F点坐标为(4R；4R)

(2)当圆形磁场整体转动时，粒子做圆周运动的圆心和轨迹都不变。

当磁场区将粒子的轨迹覆盖最长时，即粒子在磁场中的圆弧轨迹

对应的弦长等于磁场的直径2R，此时粒子的出射速度与z轴的偏

角最大，粒子打在光屏上的点距C点最远。(3分)(若论证不充分，

只要图中画出圆形磁场的直径是粒子轨迹的弦，同样得分。)

△OBE为等边三角形，有：

    得：   (2分)

故得最大距离：  (2分)

说明：计算题其它解法正确的均给分。

26．(14分) (1)  (2分)

      (2)C(2分)   原子晶体(2分)

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

      (4)阴(2分)   0.1(2分)

27．(14分)(1)过滤(2分)，漏斗，玻璃棒(各1分，共2分)

      (2)Cu(2分)

      (3)因为Hg有挥发性，且有毒。(2分)

      (4)Cu+H₂O₂+H₂SO₄=CuSO₄+2H₂O(4分)

      (5)冷却结晶(或结晶)(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)  羟基、羧基(每空1分，共2分)    

②保护酚羟基，防止其被氧化 (2分)

③a、b  (2分)

30．(每空2分，共18分)   

    (3)实验步骤

      I．②实验组  对照组

      Ⅱ．②大小一致和饱满程度相同的黄豆种子  ③相同的环境下

    (4)结果预测与分析

      ①A组的种子萌发数量和长度与B组相比都有所减少

      ②A组的种子萌发数量和长度与B组相比都有所增加

        洗发水对种子萌发和生长都有一定的促进作用

      ③A组的种子萌发数量和长度与B组基本相同

        洗发水对种子萌发和生长基本没有影响

31．(每空2分，共24分)

I．(1)黄毛、尾弯曲   黄毛、灰毛     

(2)BB

       (3)BbX^TX^t

       (4) ①显性   ②体                          

       (5)乙   乙突变体的蛋白质中氨基酸的改变比甲突变体可能更多(或：甲突变体的蛋

白质可能只有一个氨基酸发生改变，乙突变体的蛋白氨基酸序列可能从第一个氨

基酸后都改变)。

    II．(1)O₂释放   CO₂吸收速率

       (2)光照强度降低，光反应速率降低             

      “光斑”照耀期间积累的ATP和NADPH还可以使暗反应持续一段时间     

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