1 . 现代粒子加速器常用电磁场控制粒子团的运动及尺度。简化模型如图：Ⅰ、Ⅱ区宽度均为L，存在垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度等大反向；Ⅲ、Ⅳ区为电场区，Ⅳ区电场足够宽，各区边界均垂直于x轴，O为坐标原点。甲、乙为粒子团中的两个电荷量均为＋q，质量均为m的粒子。如图，甲、乙平行于x轴向右运动，先后射入Ⅰ区时速度大小分别为和。甲到P点时，乙刚好射入Ⅰ区。乙经过Ⅰ区的速度偏转角为30°，甲到O点时，乙恰好到P点。已知Ⅲ区存在沿＋x方向的匀强电场，电场强度大小。不计粒子重力及粒子间相互作用，忽略边界效应及变化的电场产生的磁场。
（1）求磁感应强度的大小B；
（2）求Ⅲ区宽度d；
（3）Ⅳ区x轴上的电场方向沿x轴，电场强度E随时间t、位置坐标x的变化关系为，其中常系数，已知、k未知，取甲经过O点时。已知甲在Ⅳ区始终做匀速直线运动，设乙在Ⅳ区受到的电场力大小为F，甲、乙间距为Δx，求乙追上甲前F与Δx间的关系式（不要求写出Δx的取值范围）

2 . 如图所示，半径为R的光滑圆弧槽静止在足够长的光滑水平面上，圆弧底端与水平面相切，其最低点的右侧相距为R处有厚度不计、上表面粗糙程度处处相同的薄木板，薄木板的最左端放置一小滑块，薄木板右端固定一竖直挡板，挡板左侧连有一轻质弹簧。现将一小球从圆弧槽最高点正上方的一定高度处由静止释放，小球落入圆弧槽后从圆弧槽最低点滑离；然后以大小为的速度与小滑块发生对心弹性碰撞，碰撞时间极短；随后小滑块相对薄木板向右滑动，压缩弹簧后反弹，且恰好能回到薄木板的最左端而不滑落。已知小球和圆弧槽的质量均为m，小滑块的质量为2m，薄木板以及固定挡板的总质量为4m，小球和小滑块均可视为质点，重力加速度为g，不计空气阻力。求：
（1）小球开始下落时距离水平地面的高度h；
（2）小球与滑块碰撞的瞬间，小球与圆弧槽底端的距离x；
（3）弹簧的最大弹性势能。

3 . 如图所示，质量为4m、半径为R的光滑四分之一圆弧体A 静止在足够大的光滑水平面上，水平面刚好与圆弧面的最底端相切，轻弹簧放在光滑水平面上，左端固定在竖直固定挡板上，用外力使质量为m的小球B 压缩弹簧（B 与弹簧不连接），由静止释放小球，小球被弹开后运动到圆弧体的最高点时，恰好与圆弧体相对静止，不计小球的大小，重力加速度为g。求：
（1）弹簧具有的最大弹性势能；
（2）小球B第一次滚上圆弧面的一瞬间对圆弧面的压力大小；
（3）小球B第二次滚上圆弧面后，上升的最大高度。

4 . 如图所示，在xOy平面内存在着磁感应强度大小均为B的匀强磁场，其中第一、二、四象限内的磁场方向垂直纸面向外，第三象限内的磁场方向垂直纸面向里，P（-L，0）、Q（0，-L）为坐标轴上的两个点。现有一电量大小为q、质量为m的带正电粒子（不计重力），以与x轴正向成45°的速度从P点射出，恰好经原点O并能到达Q点，则下列对PQ段运动描述正确的是（　　）

A．粒子运动的最短时间为

B．粒子运动的总路程一定为

C．粒子在Q点的速度方向可能与y轴垂直

D．粒子从P点到O点的时间与从O点到Q点的时间之比可能为1:3

5 . 如图所示，空间中有一正方形区域PQMN，相同的带电粒子从P点沿PQ方向以一定初速度射入，若空间中只有磁感应强度大小为B且方向垂直平面PQMN的匀强磁场，粒子经时间恰好以动能到达M点，这段过程洛伦兹力的冲量大小为；若空间中只有电场强度大小为E且平行于PN方向的匀强电场，粒子经时间恰好以动能到达QM的中点，这段过程电场力的冲量大小为。不计粒子的重力，下列关系式正确的是（       ）

A．

B．

C．

D．

6 . 如图甲所示，两根足够长的光滑平行金属导轨水平固定，与导轨垂直的虚线MN左侧存在着竖直向下的匀强磁场，导体棒a、b、c垂直静止在导轨上且接触良好，导体棒b、c用长度为的轻质绝缘杆相连，三根导体棒的长度以及导轨宽度均为。现固定导体棒b、c，对导体棒a施加一个沿导轨向右的力F，使导体棒a做匀加速直线运动，力F随导体棒a的速度v变化的图像如图乙所示。力F作用4s后撤去，同时释放导体棒b、c，经过一段时间，三根导体棒的运动状态均达到稳定，此时导体棒a、b间的距离，且导体棒a未越过虚线MN。已知三根导体棒的质量均为电阻均为，其余电阻不计，不考虑导体棒中感应电流对磁场的影响。下列说法正确的是（       ）

A．导体棒a做匀加速过程中的加速度大小为

B．从撤去F到运动状态达到稳定前（a未越过虚线MN）的过程中当时，a棒的加速度大小为

C．从撤去F到运动状态达到稳定（a未越过虚线MN）的过程中导体棒b上产生的焦耳热为

D．最终导体棒c未穿出磁场，停在距离边界MN为处

7 . 如图所示，一固定的高为h的光滑斜面与逆时针匀速转动、足够长的水平传送带平滑连接于N点。质量为m的小滑块（可视为质点）自斜面最高点M由静止释放，滑块在传送带上运动一段时间后返回斜面，上升到最高点时距N点高度为0.5h。已知滑块与传送带间的动摩擦因数为，重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）

A．传送带匀速转动的速度大小为

B．经过足够长的时间，滑块最终静止于N点

C．滑块第一次在传送带上运动的完整过程中，在传送带上形成的划痕长度为

D．滑块第三次在传送带上运动的完整过程中与相同时间内传送带上没有滑块相比，电动机多做功

10 . 如图所示，两足够长的平行长直金属导轨固定在水平面上，导轨间距为L。两根长度均为L的光滑导体棒ab、cd静置于导轨上，导体棒ab的质量为2m，电阻为R，导体棒cd的质量为m，电阻为2R。导轨间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。初始时两导体棒之间的间距为L，某时刻给导体棒cd施加垂直导体棒水平向右的外力，使导体棒cd由静止开始向右做加速度大小为的匀加速直线运动，同时给导体棒ab施加垂直导体棒水平向左的外力，使导体棒ab始终保持静止。经过时间同时撤去施加在导体棒ab、cd上的外力。导体棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，平行长直金属导轨的电阻忽略不计。下列说法正确的是（  ）

A．撤去外力瞬间，导体棒cd的速度

B．导体棒cd匀加速运动过程中，施加在导体棒cd上外力冲量的大小为

C．从撤去外力到导体棒cd运动稳定的过程中，导体棒cd上产生的焦耳热为

D．撤去外力后通过导体棒cd的感应电量