（2013·北京通州二模，24题）（20分）电子扩束装置由电子加速器、偏转电场和偏转磁场组成。偏转电场的极板由相距为d的两块水平平行放置的导体板组成，如图甲所示。大量电子由静止开始，经加速电场加速后，连续不断地沿平行板的方向从两板正中间OO＇射入偏转电场。当两板不带电时，这些电子通过两板之间的时间为2t0；当在两板间加最大值为U0、周期为2t0的电压（如图乙所示）时，所有电子均能从两板间通过，然后进入竖直宽度足够大的匀强磁场中，最后打在竖直放置的荧光屏上。已知磁场的磁感应强度为B，电子的质量为m、电荷量为e，其重力不计。
（1）求电子离开偏转电场时的位置到OO＇的最小距离和最大距离；
（2）要使所有电子都能垂直打在荧光屏上，
①求匀强磁场的水平宽度L；
②求垂直打在荧光屏上的电子束的宽度
。
【答案】见解析
【解析】（1）由题意可知，从0、2t0、4t0、……等时刻进入偏转电场的电子离开偏转电场时的位置到OO＇的距离最大，在这种情况下，电子的最大距离为：
（4分）
从t0、3t0、……等时刻进入偏转电场的电子离开偏转电场时的位置到OO＇的距离最小，在这种情况下，电子的最小距离为：
（4分）
（2）①设电子从偏转电场中射出时的偏向角为q ，由于电子要垂直打在荧光屏上，所以电子在磁场中运动半径应为：
（2分）
设电子离开偏转电场时的速度为vt，垂直偏转极板的速度为vy，则电子离开偏转电场时的偏向角为：
，式中
（2分）
又：
（1分） 解得： 
（1分）
②由于各个时刻从偏转电场中射出的电子的速度大小相等，方向相同，因此电子进入磁场后做圆周运动的半径也相同，都能垂直打在荧光屏上。 （2分）
由第（1）问知电子离开偏转电场时的位置到OO＇的最大距离和最小距离的差值为：
（2分）
所以垂直打在荧光屏上的电子束的宽度为： 
（2分）
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（2013·北京通州二模，22题）（16分）如图所示，在水平桌面上有一个轻弹簧一端被固定，另一端放一质量m = 0.20kg的小滑块，用一水平力推着滑块缓慢压缩弹簧，使弹簧具有弹性势能E = 0.90 J时突然撤去推力，滑块被弹簧弹出，在桌面上滑动后由桌边水平飞出落到地面。已知桌面距地面的高度h = 0.80m，重力加速度g取10m/s2，忽略小滑块与桌面间的摩擦以及空气阻力。求：
(1)滑块离开桌面时的速度大小。
(2)滑块离开桌面到落地的水平位移。
(3)滑块落地时的速度大小和方向。
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（2013·北京通州二模，23题）（18分）十三陵抽水蓄能电站的工作原理是，在用电低谷时，电站利用电网多余电能把水抽到高出蓄水池中，到用电高峰时，再利用蓄水池中的水发电。电站利用十三陵水库为下游水库，在蟒山后上寺沟头修建上游水库。电站的年发电量约为10亿kW·h，年抽水用电量约为14亿kW·h。如图所示，上游水库近似视为长方体，可用于发电的库容量为V，蓄水后上游水库的平均水深为d，蓄水后水位高出下游水面高度为H。已知下游水库的库容量远大于上游水库的库容量。
（1）求十三陵抽水蓄能电站的总效率η；
（2）求能用于发电的水的最大重力势能EP；
（3）若把抽水蓄能电站产生的电能输送到北京城区。已知输电功率为P，输电线路的总阻值为R。要使输电线路上损耗的功率小于ΔP，
a．求输电电压的最小值U；
b．在输电功率P一定的情况下，请提出两种能够降低输电过程中功率损耗的方法，并加以评述。
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（2013·北京通州二模，20题）如图1所示，固定在水平桌面上的光滑金属框架cdeg处于竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab与金属框架接触良好。在两根导轨的端点d、e之间连接一电阻，其他部分电阻不计。现用一水平向右的外力F作用在金属杆ab上，使金属杆由静止开始向右在框架上滑动，运动中杆ab始终垂直于框架。图2为一段时间内金属杆受到的安培力f随时间t的变化关系，则图3中可以表示外力F随时间t变化关系的图象是
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（2013·北京通州二模，17题）如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波，实线为t＝0时刻的波形图，虚线为t＝0.6 s 时的波形图，波的周期T>0.6 s，则
A．波的周期为0.8 s
B．在t＝0.9 s时，P点沿y轴正方向运动
C．经过0.6 s，P点经过的路程为0.2 m
D．在t＝0.5 s时，Q点到达波峰位置
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