如图16所示，圆管构成的半圆形竖直轨道固定在水平地面上，轨道半径为R，MN为直径且与水平面垂直，直径略小于圆管内径的小球A以某一初速度冲进轨道，到达半圆轨道最高点M后飞出轨道，落地点到N点的距离为4R．忽略圆管内径，不计空气阻力及各处摩擦，已知重力加速度为g．求：
（1）小球从飞出轨道到落地的时间t．
（2）小球从M点飞出时的速度大小v．
（3）小球在轨道最高点M时对轨道的压力F．
如图，为竖直平面内的光滑绝缘轨道，其中
段是水平的，
段为半径
的半圆，两段轨道相切于
点，整个轨道处在竖直向下的匀强电场中，场强大小
。一不带电的绝缘小球甲，以速度
沿水平轨道向右运动，与静止在
点带正电的小球乙发生弹性碰撞。已知甲、乙两球的质量均为
，乙所带电荷量
，
取
。(水平轨道足够长，甲、乙两球可视为质点，整个运动过程无电荷转移)
（1） 甲乙两球碰撞后，乙恰能通过轨道的最高点D，求乙在轨道上的首次落点到点的距离；
（2）在满足(1)的条件下。求的甲的速度；
（3）若甲仍以速度向右运动，增大甲的质量，保持乙的质量不变，求乙在轨道上的首次落点到
点的距离范围。
如图1所示，宽度为的竖直狭长区域内（边界为
），存在垂直纸面向里的匀强磁场和竖直方向上的周期性变化的电场（如图2所示），电场强度的大小为
，
表示电场方向竖直向上。
时，一带正电、质量为
的微粒从左边界上的
点以水平速度
射入该区域，沿直线运动到
点后，做一次完整的圆周运动，再沿直线运动到右边界上的
点。
为线段
的中点，重力加速度为
。上述
为已知量。
(1)求微粒所带电荷量和磁感应强度
的大小；
(2)求电场变化的周期；
(3)改变宽度，使微粒仍能按上述运动过程通过相应宽度的区域，求
的最小值。
雨滴在穿过云层的过程中，不断与漂浮在云层中的小水珠相遇并结合为一体，其质量逐渐增大。现将上述过程简化为沿竖直方向的一系列碰撞。已知雨滴的初始质量为，初速度为
，下降距离l后与静止的小水珠碰撞且合并，质量变为
。此后每经过同
样的距离后，雨滴均与静止的小水珠碰撞且合并，质量依次变为
、
……
……（设各质量为已知量）。不计空气阻力。
（1）若不计重力，求第n次碰撞后雨滴的速度；
（2）若考虑重力的影响，
a.求第1次碰撞前、后雨滴的速度和
；
b.求第n次碰撞后雨滴的动能
；
利用霍尔效应制作的霍尔元件以及传感器，广泛应用于测量和自动控制等领域。
如图1，将一金属或半导体薄片垂直置于磁场中，在薄片的两个侧面
间通以电流I时，另外两侧
间产生电势差，这一现象称为霍尔效应。其原因是薄片中的移动电荷受洛伦兹力的作用向一侧偏转和积累，于是
间建立起电场
，同时产生霍尔电势差
。当电荷所受的电场力与洛伦兹力处处相等时，
和
达到稳定值，
的大小与
和
以及霍尔元件厚度
之间满足关系式
＝
，其中比例系数称为霍尔系数，仅与材料性质有关。
（1）设半导体薄片的宽度（间距）为
，请写出
和
的关系式;若半导体材料是电子导电的，请判断图1中
哪端的电势高;[
（2）已知半导体薄片内单位体积中导电的电子数为，电子的电荷量为
，请导出霍尔系数
的表达式。（通过横截面积
的电流
，其中
是导电电子定向移动的平均速率）;
（3）图2是霍尔测速仪的示意图，将非磁性圆盘固定在转轴上，圆盘的周边等距离地嵌装着个永磁体，相邻永磁体的极性相反。霍尔元件置于被测圆盘的边缘附近。当圆盘匀速转动时，霍尔元件输出的电压脉冲信号图像如图3所示。
a.若在时间内，霍尔元件输出的脉冲数目为
，请导出圆盘转速N的表达式。
b.利用霍尔测速仪可以测量汽车行驶的里程。除此之外，请你展开"智慧的翅膀"，提出另一个实例或设想。
行后从
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