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河南省2024年春季学期高二年级4月质量检测(24519B)l物理试卷答案

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15.(18分)受控热核聚变反应装置中的温度极高,因而带电粒子没有通常意义上的容器可装,而是由磁场将带电粒子束缚在某个区域内。现有一个环形区域,其截面内圆半径R1=3m,外圆半径R2=3m,区域内有垂直纸面向外的匀强磁场,如图所示。已知磁感应强度大小B=1.0T,,被束缚的带正电粒子的比荷qm=4.010^7C/kg,中空区域中的带电粒子由内、外圆的圆心O点以不同的初速度射人磁场,不计带电粒子的重力和它们之间的相互作用,且不考虑相对论效应。(1)求带电粒子在磁场中运动的周期T和带电粒子不能穿越磁场外边界的最大速度v0。(2)若中空区域中的带电粒子以(1)中的最大速度u0沿圆环半径方向射人磁场,求带电粒子从某点进入磁场到其第一次回到该点所需要的时间。(3)若要使束缚效果最好,应在半径为R1的圆内也加上磁场,则该磁场的磁感应强度B要与B的方向相同还是相反?在取得最大束缚效果的情况下,若B'=2B,为使粒子不能射出半径为R2的圆形区域,求粒子速度的最大值

河南省2024年春季学期高二年级4月质量检测(24519B)l物理第一部分

(5)实验中,小西同学测出A、B两端的电压后,断开开关,准备拆下电压表,改接在B、C之间测量电压但是同组的小明认为这样做太麻,他认为应保持B点不动,只需将与A点相连的导线改接到C点即可,而其它的导线连接不变。你认为小明这样的操作是不正确(选填“正确”或“错误”)的,理由是:。

河南省2024年春季学期高二年级4月质量检测(24519B)l物理第二部分（待更新）

10.在平面内有一传动装置,如图所示传送带MN上在O点处固定一竖直光滑绝缘细杆,细杆可与传送带MN一起随着传动装置水平移动,两个小球a、b套在杆上,小球a质量m,,电量为-q(q>0);小球b质量3m,不带电.初始时a球在杆的最靠近O端,且a、b球相距L.现让传动装置以v0向右匀速运动,整个装置位于垂直纸面向外的磁感应强度为B的匀强磁场中.a、b球发生的碰撞均为弹性碰撞,且碰撞过程中电荷量不发生转移,设光滑绝缘细杆足够长,磁场区域足够大,下列说法正确的是A.小球a、b第一次碰撞前,小球a沿杆方向的速度为2qBLu0mB.小球a、b第一次碰撞前,洛伦兹力对a球做功为qBLv0C.小球a、b第一次碰撞后,沿杆方向的速度分别为-qBLu2mqBLx12mD.小球a、b第一次碰撞后至第二次碰前经历的时间为yLv0