當(dāng)前位置： 2020年天津市南開中學(xué)高考物理模擬試卷（二）> 試題詳情

如圖所示，在半徑為a的圓柱空間中（圖中圓為其橫截面）充滿磁感應(yīng)強度大小為B的均勻磁場，其方向平行于軸線遠(yuǎn)離讀者。在圓柱空間中垂直軸線平面內(nèi)固定放置一絕緣材料制成的邊長為L=1.6a的剛性等邊三角形框架ΔDEF，其中心O位于圓柱的軸線上。DE邊上S點（
DS
=
1
4
L
）處有一發(fā)射帶電粒子的源，發(fā)射粒子的方向皆在圖中截面內(nèi)且垂直于DE邊向下。發(fā)射粒子的電量皆為q（＞0），質(zhì)量皆為m,但速度v有各種不同的數(shù)值。若這些粒子與三角形框架的碰撞均為完全彈性碰撞，并要求每一次碰撞時速度方向垂直于被碰的邊。試問：
（1）帶電粒子速度v的大小取哪些數(shù)值時可使S點發(fā)出的粒子最終又回到S點？
（2）這些粒子中，回到S點所用的最短時間是多少？

【考點】帶電粒子在勻強磁場中的圓周運動；牛頓第二定律的簡單應(yīng)用；牛頓第二定律與向心力結(jié)合解決問題．

【答案】見試題解答內(nèi)容

【解答】

【點評】

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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：266引用：2難度：0.1

相似題

1．1898年7月居里夫婦發(fā)現(xiàn)了一種放射性極強的元素，為了紀(jì)念自己的祖國波蘭把這種新元素定名為釙，同時由于對放射性的研究獲得了諾貝爾物理學(xué)獎。吸煙有害健康，香煙中含有釙210，

210
84
Po是一種很強的放射性同位素，為了探測放射線的性質(zhì)，真空室中在放射源釙210的對側(cè)放有一熒光屏，可以根據(jù)熒光屏上的打點情況來檢測放射線的強弱。
（1）在放射源與熒光屏之間不加任何場時發(fā)現(xiàn)熒光屏的中間有閃光產(chǎn)生，當(dāng)施加一垂直的勻強磁場，發(fā)現(xiàn)熒光屏的閃光都向一側(cè)偏移，撤去磁場在放射源與熒光屏中間放一厚紙，發(fā)現(xiàn)熒光屏上沒有閃光產(chǎn)生，請你根據(jù)上面的情況分析判斷是什么射線，同時寫出衰變方程（新原子核用Y表示）
（2）用α粒子轟擊氮原子核打出了一種新的粒子，根據(jù)這種粒子在電場和磁場中的運動情況，測出了它的比荷。如圖為同步加速器模型，M、N為兩塊中心開有小孔的平行金屬板，新的粒子（不計重力）從M板小孔飄入板間，初速度可視為零，每當(dāng)進入板間，兩板的電勢差變?yōu)閁，粒子得到加速，當(dāng)離開N板時，兩板的電荷量均立即變?yōu)榱恪砂逋獠看嬖诖怪奔埫嫦蚶锏膭驈姶艌?，粒子在磁場作用下做半徑為R的圓周運動，R遠(yuǎn)大于板間距離，經(jīng)電場多次加速，動能不斷增大，為使R保持不變，磁場必須相應(yīng)的變化。不計粒子加速時間及其做圓周運動此時的電磁輻射，不考慮磁場變化對粒子速度的影響及相應(yīng)的變化，不計粒子的加速時間及其做圓周運動此時的電磁輻射，不考慮磁場變化對粒子速度的影響及相對論效應(yīng)，開始時磁感應(yīng)強度為B₀，求這種粒子的比荷以及運動第n周時磁場的磁感應(yīng)強度B_n；
（3）α粒子以初速度v₀轟擊靜止的氮14原子核打出一種新的粒子，同時產(chǎn)生一個新的原子核，新的粒子速度為3v₀，且方向不變，反應(yīng)過程中釋放的能量完全轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的動能，已知中子質(zhì)量為m,質(zhì)子質(zhì)量和中子質(zhì)量相等，光速為c,試計算此反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損。
發(fā)布：2024/11/11 8:0:1組卷：88引用：1難度：0.1
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