福建省泉州市南安一中2017届高三下学期期初物理试卷

2016-2017学年福建省泉州市南安一中高三（下）期初物理试卷
一、选择题：本题共8小题，每小题6分．在每小题给出的四个选项中，第1-4题只有一项符合题目要求，第5-8题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．
1．在物理学的发展过程中，许多物理学家都做出了重要的贡献，他们也创造出了许多的物理学研究方法，下列关于物理学研究方法的叙述中正确的是（）A．理想化模型是把实际问题理想化，略去次要因素，突出主要因素，例如质点、位移等是理想化模型
B．重心、合力和交变电流的有效值等概念的建立都体现了等效替代的思想
C．用比值法定义的物理概念在物理学中占有相当大的比例，例如场强E=，电
容C=，加速度a=都是采用比值法定义的
D．根据速度定义式v=，当△t非常小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了类比的思想方法
2．如图所示为甲、乙两物体从同一地点沿同一方向开始做直线运动的v﹣t图象．图中t1=t2，则在0﹣t2的运动过程中，下列说法正确的是（）
A．在t l时刻，甲的位移是乙的位移的1.5倍
B．甲的加速度大小是乙的加速度大小的1.5倍
C．在t2时刻，甲与乙相遇
D．在到达t2时刻之前，乙一直在甲的前面
3．如图所示，一质点受一恒定合外力F作用从y轴上的A点平行于x轴射出，经过一段时间到达x轴上的B点，在B点时其速度垂直于x轴指向y轴负方向，质点从A到B的过程，下列判断正确的是（）
A．合外力F可能向y轴负方向
B．该质点的运动为匀变速运动
C．该质点的速度大小可能保持不变
D．该质点的速度一直在减小
4．如图，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2．原线圈通过一理想电流表A接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端．假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大．用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为U ab和U cd，则（）
A．U ab：U cd=n1：n2
B．增大负载电阻的阻值R，电流表的读数变小
C．负载电阻的阻值越小，cd间的电压U cd越大
D．将二极管短路，电流表的读数加倍
5．我国“嫦娥二号”卫星于2010年10月1日18时59分57秒在西昌卫星发射中心发射升空，并获得了圆满成功．发射的大致过程是：先将卫星送入绕地椭圆轨道，再点火加速运动至月球附近被月球“俘获”而进入较大的绕月椭圆轨道，又经三次点火制动“刹车”后进入近月圆轨道，在近月圆轨道上绕月运行的周期是118
分钟．又知月球表面的重力加速度是地球表面重力加速度（g=10m/s2）的．则（）
A．仅凭上述信息及数据能算出月球的半径
B．仅凭上述信息及数据能算出月球上的第一宇宙速度
C．仅凭上述信息及数据能算出月球的质量和密度
D．卫星沿绕地椭圆轨道运行时，卫星上的仪器处于完全失重状态
6．下列说法正确的是（）
A．235U的半衰期约为7亿年，随地球环境的变化，半衰期可能变短
B．卢瑟福通过a粒子散射实验建立了原子核式结构模型
C．结合能越大，原子中核子结合的越牢固，原子核越稳定
D．任何金属都存在一个“极限频率”，入射光的频率大于这个频率，才能产生光电效应
7．如图所示，某光滑斜面倾角为300，其上方存在平行斜面向下的勻强电场，将一轻弹簧一端固定在斜面底端，现用一质量为m、带正电的绝缘物体将弹簧压缩锁定在A点，解除锁定后，物体将沿斜面上滑，物体在运动过程中所能到达的最高点B距A点的竖直高度为h．物体离开弹簧后沿斜面向上运动的加速度大小等于重力加速度g，则下列说法正确的是（）
A．弹簧的最大弹性势能为mgh
B．物体的最大动能等于弹簧的最大弹性势能
C．物体从A点运动到B点的过程中系统损失的机械能为mgh
D．物体到达B点时增加的电势能为mgh
8．如图甲所示，等离子气流（由高温高压的等电量的正、负离子组成）由左方连续不断地以速度v0射入P1和P2两极板间的匀强磁场中，ab直导线与P1、P2相连接，线圈A与直导线cd相连接，线圈A内存在如图乙所示的变化磁场，且磁感应强度B的正方向规定为向左，则下列叙述正确的是（）
A．0～1s内ab、cd导线互相排斥B．1～2s内ab、cd导线互相吸引
C．2～3s内ab、cd导线互相吸引D．3～4s内ab、cd导线互相排斥
如图、非选择题：包括必考题和选考题两部分．第9题～第12题为必考题，每个试题考生都必须作答．第13题～第14题为选考题，考生根据要求作答．（一）必考题
9．某实验小组做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验．实验时，先把弹簧平放在桌面上，用刻度尺测出弹簧的原长L0=4.6cm，再把弹簧竖直悬挂起来，在下端挂钩码，每增加一只钩码均记下对应的弹簧的长度x，数据记录如表所示．
（1）根据表中数据在图中作出F﹣X图象；
（2）由此图线可得，该弹簧劲度系数k=N/m；（结果保留2位有效数字）（3）图线与x轴的交点坐标大于L0的原因是．
10．某电阻额定电压为3V（阻值大约为10Ω）．为测量其阻值，实验室提供了下列可选用的器材：
A．电流表A1（量程300mA，内阻约1Ω）
B．电流表A2（量程0.6A，内阻约0.3Ω）
C．电压表V1（量程3.0V，内阻约3kΩ）
D．电压表V2（量程5.0V，内阻约5kΩ）
E．滑动变阻器R1（最大阻值为10Ω）
F．滑动变阻器R2（最大阻值为500Ω）
G．电源E（电动势4V，内阻可忽略）
H．开关、导线若干
（1）为了尽可能提高测量准确度，应选择的器材为（只需填器材前面的字母即
可）：电流表．电压表．滑动变阻器．
（2）应采用的电路图为下列图中的．
11．如图所示，在平直轨道上P点静止放置一个质量为2m的物体A，P点左侧粗糙，右侧光滑，现有一颗质量为m的子弹以v0的水平速度射入物体A并和物体A一起滑上光滑平面，与前方静止物体B发生弹性正碰后返回，在粗糙面滑
行距离d停下．已知动摩擦因数为μ=，求：
①子弹与物体A碰撞过程中损失的机械能；
②B物体的质量．
12．一半径为R的薄圆筒处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向与筒的中心轴线平行，筒的横截面如图所示．图中直径MN的两端分别开有小孔，筒可绕其中心轴线转动，圆筒的转动方向和角速度大小可以通过控制装置改变．一不计重力的负电粒子从小孔M沿着MN方向射入磁场，当筒以大小为ω0的角速度转过90°时，该粒子恰好从某一小孔飞出圆筒．
（1）若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞，求该粒子的荷质比和速率分别是多大？（2）若粒子速率不变，入射方向在该截面内且与MN方向成30°角，则要让粒子与圆筒无碰撞地离开圆筒，圆筒角速度应为多大？
（二）选考题【物理──选修3-4】
13．一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形如图中实线所示，t=0.1s 时刻的波形如图中虚线所示．波源不在坐标原点O，P是传播介质中离坐标原点x p=2.5m处的一个质点．则以下说法正确的是（）
A．质点P的振幅为0.1 m
B．波的频率可能为7.5 Hz
C．波的传播速度可能为50 m/s
D．在t=0.1 s时刻与P相距5 m处的质点一定沿x轴正方向运动
E．在t=0.1 s时刻与P相距5 m处的质点可能是向上振动，也可能是向下振动14．如图所示，一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速大小为0.3m/s，P点的横坐标为96cm，从图中状态开始计时，求：
（1）经过多长时间，P质点开始振动，振动时方向如何？
（2）经过多长时间，P质点第一次到达波峰？
2016-2017学年福建省泉州市南安一中高三（下）期初物
理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题：本题共8小题，每小题6分．在每小题给出的四个选项中，第1-4题只有一项符合题目要求，第5-8题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．
1．在物理学的发展过程中，许多物理学家都做出了重要的贡献，他们也创造出了许多的物理学研究方法，下列关于物理学研究方法的叙述中正确的是（）A．理想化模型是把实际问题理想化，略去次要因素，突出主要因素，例如质点、位移等是理想化模型
B．重心、合力和交变电流的有效值等概念的建立都体现了等效替代的思想
C．用比值法定义的物理概念在物理学中占有相当大的比例，例如场强E=，电
容C=，加速度a=都是采用比值法定义的
D．根据速度定义式v=，当△t非常小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了类比的思想方法
【考点】物理学史．
【分析】理想化模型是抓主要因素，忽略次要因素得到的．
电阻不是等效替代．
瞬时速度定义用了数学极限思想．
加速度a=不是采用比值法．
【解答】解：A、理想化模型是抓主要因素，忽略次要因素得到的，质点是理想化模型，但是位移不是，故A错误．
B、重心、合力和交变电流的有效值等概念的建立都体现了等效替代的思想，故B正确；
C、用比值法定义的物理概念在物理学中占有相当大的比例，例如场强E=，电
容C=，加速度a=不是采用比值法．故C错误；
D、根据速度定义式v=，当△t非常小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了数学极限思想，故D错误．
故选：B．
2．如图所示为甲、乙两物体从同一地点沿同一方向开始做直线运动的v﹣t图象．图中t1=t2，则在0﹣t2的运动过程中，下列说法正确的是（）
A．在t l时刻，甲的位移是乙的位移的1.5倍
B．甲的加速度大小是乙的加速度大小的1.5倍
C．在t2时刻，甲与乙相遇
D．在到达t2时刻之前，乙一直在甲的前面
【考点】匀变速直线运动的图像．
【分析】在速度﹣时间图象中，图象的斜率表示加速度，图象与坐标轴围成面积代表位移，时间轴上方位移为正，时间轴下方位移为负，根据位移关系分析物体的位置关系．
【解答】解：A、由图可知，在t1时刻，乙的速度为，此时甲的位移为，
乙的位移为=，甲位移是乙位移的2倍，故A错误；
B、甲的加速度大小为a甲=，乙的加速度为，由t1=t2，则a甲=2a乙，故B 错误；
C、由于在t2时刻，甲、乙的位移相等，即此时乙刚好追上甲，故C正确．
D、相遇前甲一直在乙的前面，故D错误．
故选：C
3．如图所示，一质点受一恒定合外力F作用从y轴上的A点平行于x轴射出，经过一段时间到达x轴上的B点，在B点时其速度垂直于x轴指向y轴负方向，质点从A到B的过程，下列判断正确的是（）
A．合外力F可能向y轴负方向
B．该质点的运动为匀变速运动
C．该质点的速度大小可能保持不变
D．该质点的速度一直在减小
【考点】运动的合成和分解．
【分析】根据受力分析，结合牛顿第二定律，依据运动的合成与分解，即可求解．【解答】解：物体受到一恒力，从A到B，则：
A、根据曲线运动条件，则有合外力的方向可能是x轴与y轴之间，不可能沿y 轴负方向，否则B点的速度不可能垂直x轴，故A错误，
B、由于受到一恒力，因此做匀变速曲线运动，故B正确；
C、因受到一恒力，因此不可能做匀速圆周运动，所以速度大小一定变化，故C 错误；
D、根据力与速度的夹角，可知，速度先减小后增大，故D错误；
故选：B．
4．如图，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2．原线圈通过一理想电流表A接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端．假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大．用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为U ab和U cd，则（）
A．U ab：U cd=n1：n2
B．增大负载电阻的阻值R，电流表的读数变小
C．负载电阻的阻值越小，cd间的电压U cd越大
D．将二极管短路，电流表的读数加倍
【考点】变压器的构造和原理．
【分析】假设没有二极管，则可根据理想变压器的原副线圈的功率相等，且电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，即可求解电压关系，电流变化情况，再由二极管的单向导电性，根据副线圈的电压与时间变化规律，从而可求得结果．【解答】解：A、假设副线圈两端电压的有效值为U2，根据理想变压器的电压与匝数成正比，即有：U ab：U2=n1：n2；而因二极管的单向导电性，cd间电压的有效值并不等于副线圈两端的电压有效值，所以U ab：U cd不等于n1：n2；，故A错误；
B、副线圈两段的电压依赖于输入电压和匝数，所以副线圈两端的电压不变，电阻增大，则电流减小，副线圈的功率减小，最后使得输入功率减小，而输入电压不变，最后使得电流减小，所以电流表的示数减小，故B正确；
C、cd间的电压由原线圈的输入电压以及原、副线圈的匝数比有关，与负载电阻无关，所以cd间的电压U cd不会随着负载电阻变化，故C错误；
D、假设副线圈两端交变电压的峰值为U m，副线圈回路的电流峰值为I m，
则二极管短路前有：副线圈两端电压的有效值U2=，由W=计算电阻R的
电能得：，求得U cd=．副线圈回路电流的有效值I2=，由
W=I2Rt计算电阻R的电能得：（）2R=I cd2RT，求得I cd=．
则P cd=U cd I cd=
二极管短路后有：cd两端电压等于副线圈两端电压，即U′cd=，流经定值电阻
R的电流I′cd=．则P′cd=U′cd I′cd=．所以P′cd=2P cd．
由于理想变压器原线圈上的功率与副线圈的相等，而原线圈上的电压有效值不变，所以二极管短路后的电流表读数是二极管短路前的2倍．
故D正确．
故选：BD．
5．我国“嫦娥二号”卫星于2010年10月1日18时59分57秒在西昌卫星发射中心发射升空，并获得了圆满成功．发射的大致过程是：先将卫星送入绕地椭圆轨道，再点火加速运动至月球附近被月球“俘获”而进入较大的绕月椭圆轨道，又经三次点火制动“刹车”后进入近月圆轨道，在近月圆轨道上绕月运行的周期是118
分钟．又知月球表面的重力加速度是地球表面重力加速度（g=10m/s2）的．则（）
A．仅凭上述信息及数据能算出月球的半径
B．仅凭上述信息及数据能算出月球上的第一宇宙速度
C．仅凭上述信息及数据能算出月球的质量和密度
D．卫星沿绕地椭圆轨道运行时，卫星上的仪器处于完全失重状态
【考点】万有引力定律及其应用．
【分析】卫星在近月圆轨道上绕月运行时，向心加速度近似等于月球表面的重力
加速度，由a=R，可求得月球的半径；
月球上的第一宇宙速度即为近月卫星的速度，由圆周运动的规律求解；
根据万有引力等于向心力列式，分析能否求出月球的质量和密度；
卫星沿绕地椭圆轨道运行时，卫星上的仪器处于非完全失重状态．
【解答】解：A、卫星在近月圆轨道上绕月运行时，由重力提供向心力，则向心
加速度近似等于月球表面的重力加速度，由a=R，已知T，a=g，可求得月球的半径；故A正确．
B、月球上的第一宇宙速度即为近月卫星的速度，设为v．则v=，T已知，R由上可求出，所以可以求出月球上的第一宇宙速度，故B正确．
C、根据万有引力等于向心力，得：G=m R，得月球的质量：M=，可求得月球的质量M，并能求出月球的密度．故C正确．
D、卫星沿绕地椭圆轨道运行时，轨道半径在改变，不完全是由万有引力来提供向心力，则卫星上的仪器处于非完全失重状态．故D错误．
故选：ABC
6．下列说法正确的是（）
A．235U的半衰期约为7亿年，随地球环境的变化，半衰期可能变短
B．卢瑟福通过a粒子散射实验建立了原子核式结构模型
C．结合能越大，原子中核子结合的越牢固，原子核越稳定
D．任何金属都存在一个“极限频率”，入射光的频率大于这个频率，才能产生光电效应
【考点】原子核衰变及半衰期、衰变速度．
【分析】半衰期与原子所处的化学状态和外部条件无关，由内部自身因素决定．卢瑟福通过α粒子散射实验推翻了汤姆孙的枣糕模型，建立了原子核式结构模型；比结合能越大，原子中核子结合的越牢固；根据光电效应发生的条件，入射光的频率大于这个频率，才能产生光电效应．
【解答】解：A、原子核的半衰期与所处的化学状态和外部条件无关，由内部自身因素决定，地球环境的变化，半衰期不变．故A错误；
B、卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型．故B正确；
C、比结合能越大，原子中核子结合的越牢固．故C错误．
D、要有光电子逸出，则光电子的最大初动能E km＞0，即只有入射光的频率大于金属的极限频率，即ν＞ν0时，才会有光电子逸出．故D正确．
故选：BD．
7．如图所示，某光滑斜面倾角为300，其上方存在平行斜面向下的勻强电场，将一轻弹簧一端固定在斜面底端，现用一质量为m、带正电的绝缘物体将弹簧压缩锁定在A点，解除锁定后，物体将沿斜面上滑，物体在运动过程中所能到
达的最高点B距A点的竖直高度为h．物体离开弹簧后沿斜面向上运动的加速度大小等于重力加速度g，则下列说法正确的是（）
A．弹簧的最大弹性势能为mgh
B．物体的最大动能等于弹簧的最大弹性势能
C．物体从A点运动到B点的过程中系统损失的机械能为mgh
D．物体到达B点时增加的电势能为mgh
【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；弹性势能；电势能．
【分析】根据牛顿第二定律求出电场力的大小，根据能量守恒求出弹簧的最大弹性势能．当物体的加速度为零时，物体的动能最大．根据除重力或弹力以外其它力做功等于机械能的增量得出系统损失的机械能．结合电场力做功判断电势能的变化．
【解答】解：A、在上滑到最高点的过程中，弹性势能转化为重力势能和电势能，可知弹簧的最大弹性势能大于mgh．故A错误．
B、当物体所受的合力为零，即重力的分力和电场力的合力等于弹簧的弹力，此过程中，弹簧的弹性势能转化为物体的动能和重力势能以及电势能之和，且弹簧还处于压缩状态，则物体的最大动能小于弹簧的最大弹性势能．故B错误．
C、根据牛顿第二定律得，上滑时的加速度a=，解得qE=．除重力或弹力以外，其它力做功等于机械能的增量，从A到B，电场力做功为W=﹣qEs=﹣mgh，则系统机械能损失mgh．电场力做功等于电势能的减小量，则电势能增加mgh．故C正确，D正确．
故选：CD．
8．如图甲所示，等离子气流（由高温高压的等电量的正、负离子组成）由左方连续不断地以速度v0射入P1和P2两极板间的匀强磁场中，ab直导线与P1、P2相连接，线圈A与直导线cd相连接，线圈A内存在如图乙所示的变化磁场，且磁感应强度B的正方向规定为向左，则下列叙述正确的是（）
A．0～1s内ab、cd导线互相排斥B．1～2s内ab、cd导线互相吸引
C．2～3s内ab、cd导线互相吸引D．3～4s内ab、cd导线互相排斥
【考点】法拉第电磁感应定律；左手定则；霍尔效应及其应用．
【分析】等离子流通过匀强磁场时，正离子向上偏转，负离子向下偏转，因此将形成从a到b的电流，线圈A中磁场均匀变化，形成感应电流，根据楞次定律判断出流经导线cd的电流方向，然后根据流经导线的电流同向时相互吸引，反向时相互排斥判断导线之间作用力情况．
【解答】解：左侧实际上为等离子体发电机，将在ab中形成从a到b的电流，由图乙可知，0﹣2s内磁场均匀变化，根据楞次定律可知将形成从c到d的电流，同理2﹣4s形成从d到c的电流，且电流大小不变，故0﹣2s秒内电流同向，相互吸引，2﹣4s电流反向，相互排斥，故AC错误，BD正确．
故选BD．
如图、非选择题：包括必考题和选考题两部分．第9题～第12题为必考题，每个试题考生都必须作答．第13题～第14题为选考题，考生根据要求作答．（一）必考题
9．某实验小组做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验．实验时，先把弹簧平放在桌面上，用刻度尺测出弹簧的原长L0=4.6cm，再把弹簧竖直悬挂起来，在下端挂钩码，每增加一只钩码均记下对应的弹簧的长度x，数据记录如表所示．
（1）根据表中数据在图中作出F﹣X图象；
（2）由此图线可得，该弹簧劲度系数k=50N/m；（结果保留2位有效数字）（3）图线与x轴的交点坐标大于L0的原因是竖直悬挂时，它自身的重力作
用．
【考点】探究弹力和弹簧伸长的关系．
【分析】（1）通过描点法作图即可；
（2）根据胡克定律可得：k=，即斜率表示劲度系数；
（3）弹簧自身有重力会导致弹簧竖直放置时长度变长．
【解答】解：（1）描点作图，如图所示：如图所示
（2）图象的斜率表示劲度系数，故有：
k==50N/m
（3）图线与x轴的交点坐标表示弹簧不挂钩码时的长度，
其数值大于弹簧原长，因为弹簧自身重力的影响．
故答案为：（1）如图所示；（2）50；（3）竖直悬挂时，弹簧自身重力的影响
10．某电阻额定电压为3V（阻值大约为10Ω）．为测量其阻值，实验室提供了下列可选用的器材：
A．电流表A1（量程300mA，内阻约1Ω）
B．电流表A2（量程0.6A，内阻约0.3Ω）
C．电压表V1（量程3.0V，内阻约3kΩ）
D．电压表V2（量程5.0V，内阻约5kΩ）
E．滑动变阻器R1（最大阻值为10Ω）
F．滑动变阻器R2（最大阻值为500Ω）
G．电源E（电动势4V，内阻可忽略）
H．开关、导线若干
（1）为了尽可能提高测量准确度，应选择的器材为（只需填器材前面的字母即可）：电流表A．电压表C．滑动变阻器E．
（2）应采用的电路图为下列图中的B．
【考点】伏安法测电阻．
【分析】（1）估算电阻上最大电流，选择电表量程．根据该电阻与变阻器最大电阻的关系选择变阻器．
（2）根据该电阻与两电表内阻的倍数关系选择电流表的接法，题目要求为了尽可能提高测量准确度，选择滑动变阻分压式．
【解答】解：（1）根据欧姆定律，流过电阻的最大电流I=≈=0.3A故电流表选A；
电阻额定电压为3V则电压表选C即可；
为了尽可能提高测量准确度，选择滑动变阻分压式接法，为了方便调节，滑动变阻器选小阻值的E．
（2）＞即被测电阻为小电阻，选取电流表外接，题目要求为了尽可能提高测量准确度，选择滑动变阻分压式．故电路图选B．
故答案为：（1）A，C，E；（2）如图；（3）B．
11．如图所示，在平直轨道上P点静止放置一个质量为2m的物体A，P点左侧粗糙，右侧光滑，现有一颗质量为m的子弹以v0的水平速度射入物体A并和物体A一起滑上光滑平面，与前方静止物体B发生弹性正碰后返回，在粗糙面滑
行距离d停下．已知动摩擦因数为μ=，求：
①子弹与物体A碰撞过程中损失的机械能；
②B物体的质量．
【考点】动量守恒定律；机械能守恒定律．
【分析】（1）由动量守恒定律可及功能关系可求得碰撞过程中损失的能量；（2）对于碰撞过程由动量守恒及机械能定律列式，同时对于滑动过程中由能量守恒定律可明确物体的质量．
【解答】解析：①设子弹与物体A的共同速度为v，由动量守恒定律mv0=3mv
则该过程损失的机械能
②以子弹、物体A和物体B为系统，设B的质量为M，碰后子弹和物体A的速度为v1，物体B的速度为v2，由动量守恒定律3mv=Mv2﹣3mv1
碰撞过程机械能守恒
子弹与物体A滑上粗糙面到停止，由能量守恒定律
又
综上可解得M=9m
答：（1）子弹与物体A碰撞过程中损失的机械能为；
②B物体的质量为9m．
12．一半径为R的薄圆筒处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向与筒的中心轴线平行，筒的横截面如图所示．图中直径MN的两端分别开有小孔，筒可绕其中心轴线转动，圆筒的转动方向和角速度大小可以通过控制装置改变．一不计重力的负电粒子从小孔M沿着MN方向射入磁场，当筒以大小为ω0的角速度转过90°时，该粒子恰好从某一小孔飞出圆筒．
（1）若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞，求该粒子的荷质比和速率分别是多大？（2）若粒子速率不变，入射方向在该截面内且与MN方向成30°角，则要让粒。