某同学设计了一种粒子加速器的理想模型。如图所示， 平面内，x轴下方充满垂直于纸面向外的匀强磁场，x轴上方被某边界分割成两部分，一部分充满匀强电场（电场强度与 轴负方向成 角），另一部分无电场，该边界与y轴交于M点，与x轴交于N点。只有经电场到达N点、与 轴正方向成 角斜向下运动的带电粒子才能进入磁场。从M点向电场内发射一个比荷为 的带电粒子A，其速度大小为 、方向与电场方向垂直，仅在电场中运动时间T后进入磁场，且通过N点的速度大小为 。忽略边界效应，不计粒子重力。
（1）求角度 及M、N两点的电势差。
（2）在该边界上任意位置沿与电场垂直方向直接射入电场内的、比荷为 的带电粒子，只要速度大小适当，就能通过N点进入磁场，求N点横坐标及此边界方程。
（3）若粒子A第一次在磁场中运动时磁感应强度大小为 ，以后每次在磁场中运动时磁感应强度大小为上一次的一半，则粒子A从M点发射后，每次加速均能通过N点进入磁场。求磁感应强度大小 及粒子A从发射到第n次通过N点的时间。
如图，两根长均为2L的圆柱形绝缘细管，用很短的一段内壁光滑的弯管平滑连接成管道ABC，管道固定于竖直平面内，其中 AC沿水平方向，
。一柔软匀质绝缘细绳置于管道AB内，细绳的右端刚好绕过管道B处连接一小球（直径略小于管道内径），系统处于静止状态。已知绳和小球的质量均为m、与细管的动摩擦因数均
；细绳长L,小球带电量为＋q，整个系统置于竖直向下、场强
的匀强电场中，重力加速度为g。现对小球施加一沿BC管道向下的拉力。
（1）当小球滑动
时，拉力大小为F，求此时小球的加速度大小a；
（2）求小球从开始运动到下滑过程，系统改变的势能△E；
（3）拉力至少需对小球做多少功，才能使整条细绳离开管口C?
如图是某屏蔽高能粒子辐射的装置，铅盒左侧面中心O有一放射源可通过铅盒右侧面的狭缝MQ向外辐射
粒子，铅盒右侧有一左右边界平行的匀强磁场区域。过O的截面MNPQ位于垂直磁场的平面内，OH垂直于MQ。已知
α粒子质量m=6.64×10-27kg，电量q=3.20×10-19C，速率v=1.28×107m/s；磁场的磁感应强度B="0.664" T，方向垂直于纸面向里；粒子重力不计，忽略粒子间的相互作用及相对论效应，sin 530 ="0." 8,cos 530=0.60
（1）求垂直于磁场边界向左射出磁场的粒子在磁场中运动的时间t;
（2）若所有粒子均不能从磁场右边界穿出，达到屏蔽作用，求磁场区域的最小宽度d;
（3）求满足（2）条件的所有粒子在磁场中运动的最长时间和最短时间的比值tmax:tmin。
2014年初，“雪龙号”破冰船成功营救俄罗斯科考人员后被浮冰围困。脱困方式为：接触重
冰区前，船从静止开始做匀加速直线运动，运动距离l到达重冰区，此时速度为v，且恰好达到额定功率P，然后冲上重冰区冰面，利用船头的冰刀和船体把冰压碎，最终脱困。已知船总质量为m，求：
（1）船接触重冰区前的加速度大小a;
（2）船刚接触重冰区时所受的阻力大小f.
如图所示，生产车间有两个相互垂直且等高的水平传送带甲和乙，甲的速度为v0。质量均为m的工件离开甲前与甲的速度相同，并平稳地传到乙上，工件与乙之间的动摩擦因数为μ。乙的宽度足够大，重力加速度为g。
（1）若乙保持静止，求某工件在乙上滑行的距离；
（2）若乙的速度也为v0，求：
①刚滑上乙时，某工件受到摩擦力的大小和方向；
②某工件在乙上垂直于传送带乙的运动方向滑行的距离；
③某工件在乙上滑行的过程中产生的热量。
（3）若乙的速度为v，试判断某工件在乙上滑行的过程中所受摩擦力是否发生变化，并通过分析和计算说明理由。
下图是汤姆孙用来测定电子比荷（电子的电荷量与质量之比）的实验装置示意图，某实验小组的同学利用此装置进行了如下探索：
①真空管内的阴极K发出的电子经加速后，穿过A'中心的小孔沿中心线OP的方向进入到两块水平正对放置的平行极板M和N间的区域。当M和N间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心P点处，形成了一个亮点；
②在M和N间加上偏转电压U后，亮点偏离到P1点；
③在M和N之间再加上垂直于纸面向外的匀强磁场，调节磁场的强弱，当磁感应强度的大小为B时，电子在M、N间作匀速直线运动，亮点重新回到P点；
④撤去M和N间的偏转电压U，只保留磁场B，电子在M、N间作匀速圆周运动，亮点偏离到P2点。若视荧光屏为平面，测得P、P2的距离为y。
已知M和N极板的长度为L1，间距为d，它们的右端到荧光屏中心P点的水平距离为L2，不计电子所受的重力和电子间的相互作用。
（1）求电子在M、N间作匀速直线运动时的速度大小；
（2）写出电子在M、N间作匀速圆周运动的轨迹半径r与L1、L2及y之间的关系式；
（3）若已知电子在M、N间作匀速圆周运动的轨迹半径r，求电子的比荷；
（4）根据该小组同学的探索，请提出估算电子比荷的其他方案及需要测量的物理量。