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2023-2024學(xué)年浙江省Z20聯(lián)盟(浙江省名校新高考研究聯(lián)盟)高三(上)第一次聯(lián)考物理試卷
>
試題詳情
如圖為某同學(xué)設(shè)計的帶電粒子的聚焦和加速裝置示意圖。位于S點的粒子源可以沿紙面內(nèi)與SO
1
(O
1
為圓形磁場的圓心)的夾角為θ(θ≤60°)的方向內(nèi)均勻地發(fā)射速度為v
0
=10m/s、電荷量均為q=-2.0×10
-4
C、質(zhì)量均為m=1.0×10
-6
kg的粒子,粒子射入半徑為R=0.1m的圓形區(qū)域勻強(qiáng)磁場。已知粒子源在單位時間發(fā)射N=2.0×10
5
個粒子,圓形區(qū)域磁場方向垂直紙面向里,沿著SO
1
射入圓形區(qū)域磁場的粒子恰好沿著水平方向射出磁場。粒子數(shù)控制系統(tǒng)是由豎直寬度為L、且L在0≤L≤2R范圍內(nèi)大小可調(diào)的粒子通道構(gòu)成,通道豎直寬度L的中點與O
1
始終等高。聚焦系統(tǒng)是由有界勻強(qiáng)電場和有界勻強(qiáng)磁場構(gòu)成,勻強(qiáng)電場的方向水平向右、場強(qiáng)E=0.625N/C,邊界由x軸、曲線OA和直線GF(方程為:y=-x+0.4(m))構(gòu)成,勻強(qiáng)磁場方向垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.25T,磁場的邊界由x軸、直線GF、y軸構(gòu)成,已知所有經(jīng)過聚焦系統(tǒng)的粒子均可以從F點沿垂直x軸的方向經(jīng)過一段真空區(qū)域射入加速系統(tǒng)。加速系統(tǒng)是由兩個開有小孔的平行金屬板構(gòu)成,兩小孔的連線過P點,上下兩板間電勢差U=-10kv,不計粒子的重力和粒子間的相互作用力。求:
(1)圓形磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B
0
;
(2)當(dāng)L=R時,求單位時間進(jìn)入聚焦系統(tǒng)的粒子數(shù)N
0
;
(3)若進(jìn)入加速系統(tǒng)內(nèi)粒子的初速度均忽略不計,設(shè)從加速系統(tǒng)射出的粒子在測試樣品中運(yùn)動所受的阻力f與其速度v關(guān)系為f=kv(k=0.2N?s?m
-1
),求粒子在樣品中可達(dá)的深度d;
(4)曲線OA的方程。
【考點】
帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的圓周運(yùn)動
;
洛倫茲力的概念
;
牛頓第二定律與向心力結(jié)合解決問題
;
動量定理的內(nèi)容和應(yīng)用
;
牛頓第二定律的簡單應(yīng)用
.
【答案】
見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/9/29 3:0:2
組卷:37
引用:3
難度:0.5
相似題
1.
如圖所示的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場,帶電粒子從同一點正對圓心O射入磁場,分別從a、b兩點射出,不計粒子重力,下列說法正確的是( ?。?/h2>
A.a(chǎn)點射出的粒子運(yùn)動半徑較小
B.a(chǎn)點射出的粒子速率較大
C.b點射出的粒子運(yùn)動時間較長
D.b點射出的粒子速度方向反向延長線過O點
發(fā)布:2024/10/28 15:0:1
組卷:92
引用:1
難度:0.4
解析
2.
如圖所示,在x軸上方存在方向垂直坐標(biāo)平面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場,在x軸下方存在方向垂直坐標(biāo)平面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為
B
2
的勻強(qiáng)磁場。一帶負(fù)電的粒子(不計重力)從原點O以與x軸正方向成30°角的速度v射入磁場,其在x軸上方做圓周運(yùn)動的半徑為R。則( )
A.粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)過程一定能回到原點O
B.粒子完成一次周期性運(yùn)動的時間為
2
π
R
3
v
C.粒子射入磁場后,第二次經(jīng)過x軸時與O點的距離為3R
D.粒子在x軸上方和下方的磁場中運(yùn)動的軌跡半徑之比為1:3
發(fā)布:2024/10/28 20:30:2
組卷:282
引用:1
難度:0.4
解析
3.
如圖所示的虛線框為一長方形區(qū)域,該區(qū)域內(nèi)有一垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場,一束電子以不同的速率從O點垂直于磁場方向、沿圖中方向射入磁場后,分別從a、b、c三點射出磁場,比較它們在磁場中的運(yùn)動時間t
a
、t
b
、t
c
,其大小關(guān)系是( ?。?/h2>
A.t
a
<t
b
<t
c
B.t
a
=t
b
=t
c
C.t
a
=t
b
>t
c
D.t
a
<t
b
=t
c
發(fā)布:2024/10/30 13:30:1
組卷:179
引用:3
難度:0.6
解析
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