如图所示，在
坐标系中，以（r，0）为圆心、r为半径的圆形区域内存在匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里。在y>r的足够大的区域内，存在沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为E。从O点以相同速率向不同方向发射质子，质子的运动轨迹均在纸面内，且质子在磁场中运动的轨迹半径也为r。已知质子的电荷量为q，质量为m，不计质子所受重力及质子间相互作用力的影响。
（1）求质子从O点射入磁场时速度的大小；
（2）若质子沿x轴正方向射入磁场，求质子从O点射入磁场到第二次离开磁场经历的时间；
（3）若质子沿与x轴正方向成夹角θ的方向从O点射入第一象限的磁场中，求质子在磁场中运动的总时间。
2010年11月5日，在新疆召开的“引渤入疆”（指引渤海水进入新疆）研讨会，引起了全国舆论的广泛关注。其中一个方案是：从天津取水，由黄旗海一库布齐沙漠一毛乌素沙漠一腾格里沙漠一乌兰布和沙漠～巴丹吉林沙漠，走河西走廊，经疏勒河自流进入罗布泊。此路径中最高海拔约为1200m，从罗布泊到下游的艾丁湖，又有近1000m的落差。此方案是否可行，涉及到环境、能源、技术等多方面的因素。下面我们仅从能量角度来分析这个方案。
取重力加速度g=10m／s2，水的密度
。
（1）通过管道提升海水，电能的利用率
=60％，将1吨海水提升到海拔1200m，需要耗多少电能?利用水的落差发电，发电效率也为=60％，在1000m的落差中1吨水可以发多少电能?
（2）如果每年调4×109m3海水入疆，尽管利用落差发的电可以全部用来提升海水，但还需要额外提供电能。
（i）额外需要的电能可从三峡水电站输送。已知三峡水电站水库面积约1．0×109m2，年平均流量Q=5．0×1011m3，水库水面与发电机所在位置的平均高度差h=100m，发电站的发电效率=60%。求在一年中“引渤入疆”工程额外需要的电能占三峡电站发电量的比例。
（ii）我国西北地区风能充足，额外需要的电能也可通过风力发电来解决。通过风轮机一个叶片旋转一周扫过面积的最大风能为可利用风能。取空气密度
=1．25kg／m3。某风力发电机的发电效率
=40%，其风轮机一个叶片旋转一周扫过的面积S=400m2。某地区风速不低于
=l0m／s的时间每年约为5500小时（合2．0×107s）。
求在该地区最多建多少台这样的风力发电机就能满足“引渤入疆”工程额外需要的电能?
如图所示，两根足够长的光滑平行导轨与水平面成θ=60°角，导轨间距为L。将直流电源、电阻箱和开关串联接在两根导轨之间。整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中。质量为m的导体棒MN垂直导轨水平放置在导轨上，导体棒与两根导轨都接触良好。重力加速度为g。
（1）若磁场方向垂直导轨平面向上，当电阻箱接入电路的电阻为R1时，闭合开关后，导体棒MN恰能静止在导轨上。请确定MN中电流I1的大小和方向；
（2）若磁场方向竖直向上，当电阻箱接入电路的电阻为R2时，闭合开关后，导体棒MN也恰能静止在导轨上，请确定MN中的电流I2的大小；
（3）导轨的电阻可忽略，而电源内阻、导体棒MN的电阻均不能忽略，求电源的电动势。
利用电火花计时器做如下实验。
（1）（10分）甲同学使用如图1所示的装置来验证“机械能守恒定律”。
①下面是操作步骤：
a．按图1安装器材；
b．松开铁夹，使重锤带动纸带下落；
c．接通电火花计时器电源，使计时器开始工作
d．进行数据处理：
e．根据需要，在纸带上测量数据。
把上述必要的操作步骤按正确的顺序排列 .
②电火花计时器接在频率为50Hz的交流电源上，图2为实验中打出的一条纸带，从起始点O开始，将此后连续打出的7个点依次标为A、B、C、D……，
电火花计时器打F点时，重锤下落的速度为 m/s。（保留到小数点后两位）
③如果已知重锤的质量为0．50kg，当地的重力加速度为9．80m／s2。从打O点到打F点的过程中，重锤重力势能的减少量为 J，重锤动能的增加量为 J。（保留到小数点后两位）
（2）（8分）乙同学采用如图3所示的装置进行了有关“动能定理”研究的实验。
a．按图3把实验器材安装好，不挂配重，反复移动垫木直到小车能够做匀速直线运动；
b．把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂质量为100g的配重。接通电源，放开小车，电火花计时器在被小车带动的纸带上打下一系列点。从某点A开始，此后在纸带上每隔4个点取一个计数点，依次标为B、C、D……；
c．测量出B、C、D、……各点与A点的距离，分别记为
、
、
、……；
d．用配重受到的重力分别乘以、、、……，得到配重重力所做的功W1、W2、W3、……；（重力加速度g=9．80m／s2）
e．求出B、C、D、……各点速度的大小，分别记为
、
、
、……，再求出它们的平方
、
、
、……；
f．用纵坐标表示速度的平方
，横坐标表示配重重力所做的功W，作出
图象，并在图象中描出（
，）坐标点，再连成图线；（以下计算保留到小数点后两位）
①在步骤d中，该同学测得
，则配重重力所做的功
J；
②该同学得到图象如图4。通过图象可知，打A点时对应小车的速度
m／s；
③小车的质量M= kg.
一个足够长的竖直放置的磁铁结构如图所示。在图1中磁铁的两个磁极分别为同心的圆形和圆环形。在两极之间的缝隙中，存在辐射状的磁场，磁场方向水平向外，某点的磁感应强度大小与该点到磁极中心轴的距离成反比。用横截面积一定的细金属丝制成的圆形单匝线圈，从某高度被无初速释放，在磁极缝隙间下落的过程中，线圈平面始终水平且保持与磁极共轴。线圈被释放后 （ ）
A．线圈中没有感应电流，线圈做自由落体运动
B．在图l俯视图中，线圈中感应电流沿逆时针方向
C．线圈有最大速度，线圈半径越大，最大速度越小
D．线圈有最大速度，线圈半径越大，最大速度越大
．如图所示，两个半径相同的小球A、B分别被不可伸长的细线悬吊着，两个小球静止时，它们刚好接触，且球心在同一条水平线上，两根细线竖直。小球A的质量小于B的质量。现向左移动小球A，使悬吊A球的细线张紧着与竖直方向成某一角度，然后无初速释放小球A，两个小球将发生碰撞。碰撞过程没有能量损失，且碰撞前后小球的摆动平面不变。已知碰撞前A球摆动的最高点与最低点的高度差为h。则小球B的质量越大，碰后（ ）
A．A上升的最大高度
越大，而且可能大于
B．A上升的最大高度越大，但不可能大于
C．B上升的最大高度
越大，而且可能大于
D．B上升的最大高度越大，但不可能大于
