當(dāng)前位置： 2022年浙江省紹興市高考物理二模試卷> 試題詳情

如圖為一種新型粒子收集裝置，一個(gè)繞豎直軸以速度ω=20πrad/s逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的粒子源放置在邊長為L=0.1m的立方體abcdatbcd的中心，立方體四個(gè)側(cè)面均為熒光屏，上下底面acbb′、cc'dd′為空，立方體處在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T勻強(qiáng)磁場中。在t=0時(shí)刻，粒子源的發(fā)射方向恰好水平向右指向bb′cc′的中心，并發(fā)射一種比荷為
q
m
=1×10⁸C/kg帶正電粒子。已知每秒發(fā)射粒子總數(shù)為n₀，粒子源發(fā)射的粒子數(shù)量隨速度均勻分布，即不同速度的粒子數(shù)量相同。粒子打到熒光屏上后被熒光屏所吸收，不考慮粒子間的相互作用和熒光屏吸收粒子后的電勢(shì)變化，不考慮粒子源的尺寸大小，重力忽略不計(jì)。
（1）若無粒子打到熒光屏上，求粒子源發(fā)射的粒子的速度大小范圍；
（2）若使粒子源發(fā)射粒子全部打在熒光屏上，求粒子源發(fā)射粒子的速度大小范圍；
（3）撤去磁場，在立方體內(nèi)施加一個(gè)豎直向下的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度為E=750N/C，若粒子源發(fā)射的粒子速度范圍為5×10⁴m/s≤v₀≤1×10⁵m/s,求每秒打在熒光屏上的粒子數(shù)量n。

【考點(diǎn)】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的圓周運(yùn)動(dòng)；從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度解決電場中的問題．

【答案】見試題解答內(nèi)容

【解答】

【點(diǎn)評(píng)】

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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：90引用：1難度：0.3

相似題

1．如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場方向垂直紙面向里，圖中虛線為磁場的邊界，其中bc段是半徑為R的四分之一圓弧，ab、cd的延長線通過圓弧的圓心，Ob長為R。一束質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子，在紙面內(nèi)以不同的速率從O點(diǎn)垂直ab射入磁場，已知所有粒子均從圓弧邊界射出，其中M、N是圓弧邊界上的兩點(diǎn)，不計(jì)粒子間的相互作用和重力。則下列分析中正確的是（　?。?/h2>

A．粒子帶負(fù)電

B．從M點(diǎn)射出粒子的速率一定大于從N點(diǎn)射出粒子的速率

C．從M點(diǎn)射出粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間一定小于從N點(diǎn)射出粒子所用時(shí)間

D．所有粒子所用最短時(shí)間為

πm

發(fā)布：2024/11/11 5:30:2組卷：705引用：8難度：0.9

解析

2．1898年7月居里夫婦發(fā)現(xiàn)了一種放射性極強(qiáng)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(shí)由于對(duì)放射性的研究獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。吸煙有害健康，香煙中含有釙210，

210
84
Po是一種很強(qiáng)的放射性同位素，為了探測(cè)放射線的性質(zhì)，真空室中在放射源釙210的對(duì)側(cè)放有一熒光屏，可以根據(jù)熒光屏上的打點(diǎn)情況來檢測(cè)放射線的強(qiáng)弱。
（1）在放射源與熒光屏之間不加任何場時(shí)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(qiáng)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(qǐng)你根據(jù)上面的情況分析判斷是什么射線，同時(shí)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(yùn)動(dòng)情況，測(cè)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(jì)重力）從M板小孔飄入板間，初速度可視為零，每當(dāng)進(jìn)入板間，兩板的電勢(shì)差變?yōu)閁，粒子得到加速，當(dāng)離開N板時(shí)，兩板的電荷量均立即變?yōu)榱?。兩板外部存在垂直紙面向里的勻?qiáng)磁場，粒子在磁場作用下做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)，R遠(yuǎn)大于板間距離，經(jīng)電場多次加速，動(dòng)能不斷增大，為使R保持不變，磁場必須相應(yīng)的變化。不計(jì)粒子加速時(shí)間及其做圓周運(yùn)動(dòng)此時(shí)的電磁輻射，不考慮磁場變化對(duì)粒子速度的影響及相應(yīng)的變化，不計(jì)粒子的加速時(shí)間及其做圓周運(yùn)動(dòng)此時(shí)的電磁輻射，不考慮磁場變化對(duì)粒子速度的影響及相對(duì)論效應(yīng)，開始時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B₀，求這種粒子的比荷以及運(yùn)動(dòng)第n周時(shí)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)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(shí)產(chǎn)生一個(gè)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(dòng)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(jì)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
解析
3．如圖所示，圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域半徑為R，磁場中心與O、O'在同一水平線上，右側(cè)有間隔分布的勻強(qiáng)電場區(qū)域和無場區(qū)域，寬度都是L，場強(qiáng)大小為E=
m
v
2
0
q
L
，MN是無限大豎直接收屏。現(xiàn)有帶正電粒子組成的粒子束，沿與水平成60°方向正對(duì)場中心射入，粒子質(zhì)量為m,電荷量為q,速率為v₀，恰好從O點(diǎn)沿水平方向進(jìn)入電場區(qū)域，不計(jì)重力和粒子間相互作用，求：

（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B；
（2）若接收屏MN距O點(diǎn)距離為2L，粒子擊中接收屏?xí)r的速度v；
（3）若接收屏MN距O點(diǎn)距離為nL（n=1，2，3………），粒子擊中接收屏用時(shí)離OO'線的距離y。
發(fā)布：2024/11/9 10:30:1組卷：254引用：2難度：0.3
解析

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