（20分）
一种电磁缓冲装置，能够产生连续变化的电磁斥力，有效缓冲车辆间的速度差，避免车辆间发生碰撞和追尾事故。下图虚线框内为某种电磁缓冲车的结构示意图，在缓冲车的底部还安装有电磁铁(图中未画出)，能产生垂直于导轨平面的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，在缓冲车的PQ、MN导轨内有一个由高强度材料制成的缓冲滑块K，滑块K可以在导轨上无摩擦地滑动。在滑块K上绕有闭合矩形线圈abcd，线圈的总电阻为R，匝数为n，ab的连线长为L，缓冲车在光滑水平面上运动。
（1）如果缓冲车以速度v0与障碍物碰撞后滑块K立即停下，求缓冲车厢速度减半时滑块K上线圈内的感应电流大小和方向；
（2）如果缓冲车以速度v0与障碍物碰撞后滑块K立即停下，求缓冲车厢从碰撞到停下过程中通过的位移（设缓冲车厢与滑块K始终不相撞)；
（3）设缓冲车厢质量为m1 ，滑块K质量为m2 ，如果缓冲车以速度v匀速运动时．在它前进的方向上有一个质量为m3的静止物体C，滑块K与物体C相撞后粘在一起。碰撞时间极短。设m1 = m2 = m3 = m， cd边进入磁场之前，缓冲车（包括滑块K)与物体C达到相同的速度，求相互作用的整个过程中线圈abcd产生的焦耳热。(物体C与水平面间摩擦不计）
（18分）
图为“双聚焦分析器”质谱仪的结构示意图，其中，加速电场的电压为
，静电分析器中与圆心
等距离的各点场强大小相等、方向沿径向，磁分析器中以
为圆心、圆心角为90°的扇形区域内，分布着方向垂直于纸面的匀强磁场，其左边界与静电分析器的右端面平行。由离子源发出的一质量为
、电荷量
为的正离子（初速度为零，重力不计）经加速电场加速后，从
点从垂直于电场方向进入静电分析器，沿半径为
的四分之一圆弧轨迹做匀速圆周运动，从
点射出，接着由
点垂直磁分析器的左边界射入，最后垂直于下边界从
点射出并进入收集器。已知点与圆心的距离为
。求：
（1）磁分析器中磁场的磁感应强度
的大小和方向；
（2）静电分析器中离子运动轨迹处电场强度
的大小；
（3）现将离子换成质量为
、电荷量仍为的另一种正离子，其它条件不变。试分析指出该离子进入磁分析器时的位置，它射出磁场的位置在点的左侧还是右侧？
（16分）
某学习小组，为了研究电梯的运行情况。利用传感器进行实验。在竖直方向运行的电梯中，拉力的传感器下方悬挂一重物，电梯从某楼层由静止出发，到另一楼层停止，途中有一阶段做匀速直线运动。传感器的屏幕上显示出传感器受的拉力与时间的关系图像，如图所示。（重力加速度g=10m/s2）
（1）说明电梯在前2秒内加速度、速度怎么变化，并判定电梯是上行还是下行。
（2）求电梯运动中加速度的最大值。
（3）求全过程拉力对重物的冲量。
（10 分）
现有以下器材：
A．电流表一只（量程适当，内阻为r，待测，带有按钮开关K1，按下按钮，电流表与电路接通，有电流通过电流表，电流表显出一定的读数）
B．阻值已知为R 的固定电阻一个
C．阻值未知的待测电阻Rx一个
D．直流电源一个（电动势为E、内阻忽略不计）
E．单刀双掷开关K一个，接线用的导线若干
试设计一个实验电路，用它既能测量直流电源的电动势E 和电流表内阻r，又能测量待测电阻的阻值Rx （ 注意：此电路接好后，在测量过程中不许再拆开，只许操作开关，读取数据）。具体要求：
（1）画出所设计的电路图。
（2）写出测量E、Rx和r主要的实验步骤。
（3）导出用已知量和实验中测量出的量表示的E、r 和Rx的表达式。
（8分）
（1）（4分）如图所示，甲图中螺旋测微器的读数为 mm，乙图中游标卡尺（游标尺规格为20分度）的读数为 cm．
（2）（4分）用电磁打点计时器记录一小车做匀变速直线运动的纸带，如图所示。图中1、2、3、4、5是每隔0.1s所取的计数点，由实验数据可知，小车运动的加速度大小为 m/s2，小车通过计数点2的瞬时速率为 m/s。
如图所示，一轻质细绳的下端系一质量为m的小球，绳的上端固定于O点。现用手将小球拉至水平位置(绳处于水平拉直状态)，松手后小球由静止开始运动。在小球摆动过程中绳突然被拉断，绳断时与竖直方向的夹角为α。已知绳能承受的最大拉力为F，若想求出cosα值，你有可能不会求解，但是你可以通过一定的物理分析，对下列结果自的合理性做出判断。根据你的判断cosα值应为 （ ）
A．
B．
C．
D．
