万考题-全国中小学题库

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1． 2020年12月4日，新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号M装置（HL-2M）在成都建成并实现首次放电，该装置通过磁场将粒子约束在小范围内实现核聚变。其简化模型如图所示，核聚变主要原料氕核（ $\text{[math]}$ ）和氘、核（ $\text{[math]}$ ）均从圆心O沿半径方向射出，被约束在半径为R和 $\text{[math]}$ 两个同心圆之间的环形区域，该区域存在与环面垂直的匀强磁场。则下列说法正确的是（）

A: 若有粒子从该约束装置中飞出，则应减弱磁场的磁感应强度

B: 若两种粒子在磁场中做圆周运动的半径相同，则两种粒子具有相同的动能

C: 若两种粒子从圆心射出到再次返回圆心的时间相同，则两种粒子具有相同的动量

D:

难度：中等题型:模拟题来源：安徽省安庆市2021届高三下学期理综物理二模试卷

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2．为了研究行星的磁场对宇宙高能粒子及行星生态坏境的作用，研究小组研究建立了以下模型。如图所示，在圆心为 $\text{[math]}$ 、半径为R的接地的金属圆柱外，有一个匀强磁场均匀的分布在半径为R、2R的两边界Ⅰ、Ⅱ之间的圆环区域内，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B（未知）。在磁场左侧有一长为4R的带状粒子源，中点为 $\text{[math]}$ ，可以放出速度大小为v₀、方向平行O₁O₂连线的带正电粒子。带电粒子沿线均匀分布，每单位时间放出的粒子数为n₀已知带电粒子的比荷为 $\text{[math]}$ ，不计重力及任何阻力。

若从O₂点放出的粒子，恰好能被金属圆柱接收到，求磁感应强度B；

若 $\text{[math]}$ ，求圆柱在单位时间内接收到的粒子数 $\text{[math]}$ ；

若 $\text{[math]}$ ，在边界Ⅱ上安放探测器来统计离开磁场的粒子数，请指出探测器能探测到粒子时所处的位置，并计算探测器单位时间内探测到的粒子数n₂

难度：中等题型:模拟题来源：浙江省绍兴市柯桥区2021届高三下学期物理高考及选考科目适应性试卷

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3．医用电子直线加速器结构主要包括电子枪、加速系统、束流传输系统等部件，原理简化如图所示。其中束流传输系统由导向磁场、偏转磁场和聚焦磁场组成，可以使电子束转向270°后打到靶。由于电子经过加速后有一定能量宽度，经过导向磁场后会使电子束发散，从而造成成像色差，因此需要通过偏转磁场和聚焦磁场来消除色差。

束流传输系统由三个半径为d的90°扇形磁场组成，圆心为O，方向垂直纸面向外，其中导向磁场和聚焦磁场为匀强磁场，磁感应强度为B₁=B₃=B。偏转磁场为非匀强磁场，磁感应强度B₂沿径向呈一定规律分布，可使电子在其间做匀速圆周运动。

现电子束经加速系统后，以能量宽度[E-△E，E+△E]垂直导向磁场边界从P进入束流传输系统，最终粒子能在Q点汇聚并竖直向下打到靶上。已知 $\text{[math]}$ ，△E=4%E< 的匀速圆周运动到达Q。

若电子电荷量为e，求电子质量m；

求发散电子束进入偏转磁场时的宽度；（计算半径时可使用小量近似公式:当x<<1时， $\text{[math]}$ ）

对于能量为E+△E的电子，求在偏转磁场中运动轨迹处的磁感应强度B₂。

难度：中等题型:模拟题来源：浙江省绍兴市2021届高三下学期物理4月适应性考试试卷

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4．如图所示，平行于直角坐标系y轴的 $\text{[math]}$ 是用特殊材料制成的，只能让垂直打到 $\text{[math]}$ 界面上的电子通过，且通过时并不影响电子的速度。其左侧有一直角三角形区域，分布着方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，其右侧有竖直向上场强为E的匀强电场。现有速率不同的电子在纸面上从坐标原点 $\text{[math]}$ 沿不同方向射到三角形区域，不考虑电子间的相互作用。已知电子的电量为e，质量为m，在 $\text{[math]}$ 中， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，D为x轴上的一个点，且 $\text{[math]}$ 。求：

当速度方向沿y轴正方向时，能从 $\text{[math]}$ 边出磁场的电子所具有的最大速度是多少；

能通过 $\text{[math]}$ 界面的电子所具有的最大速度是多少；

在 $\text{[math]}$ 右侧x轴上什么范围内能接收到电子；

现把 $\text{[math]}$ 右侧电场撤去，增加一垂直纸面向里、磁感应强度为 $\text{[math]}$ 的矩形匀强磁场，使通过 $\text{[math]}$ 界面的电子汇聚于D点，求该矩形磁场的最小面积。

难度：中等题型:模拟题来源：浙江省宁波市2021届高三下学期物理高考选考适应性考试（二模）试卷

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5．如图所示，匀强电场场强大小为E，方向沿y轴负方向；匀强磁场磁感应强度大小为B，方向垂直xoy平面向里。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，从坐标原点O沿x轴正方向以某初速度射入，粒子的重力忽略不计。

撤去电场，只保留磁场，带电粒子的以速度 $\text{[math]}$ 进入磁场，求经时间 $\text{[math]}$ 带电粒子离x轴的距离y；

带电粒子以初速度 $\text{[math]}$ 射入复合场，当速度减为初速度一半时，求粒子离x轴的距离d；

带电粒子以初速度 $\text{[math]}$ 射入复合场，求粒子经过x轴的横坐标。（在数学中，摆线被定义为：一个圆沿一条直线运动时，圆边界上一定点所形成的轨迹。从物理角度就是一个匀速直线运动和一个匀速圆周运动的合成，例如自行车在做匀速直线运动时，车轮上某一点相对地面的运动轨迹。）

难度：中等题型:模拟题来源：山东省滨州市惠民县第二中学2021届高三下学期物理第一次模拟考试试卷

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6．如图所示，在直角三角形 $\text{[math]}$ 区域（含边界）内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，边长 $\text{[math]}$ ，一个粒子源在 $\text{[math]}$ 点将质量为 $\text{[math]}$ 、电荷量为 $\text{[math]}$ 的带正电粒子以大小和方向不同的速度射入磁场，在磁场中运动时间最长的粒子中，速度的最大值是（）