湖南省2024年春季高一年级入学暨寒假作业检测联考物理考试试卷

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湖南省2024年春季高一年级入学暨寒假作业检测联考物理试卷答案

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12(6^12C),15.(16分)碳是构成地球生命的重要元素,想要制造碳12(C),就必须让三个α粒子α同时碰在一起,这就需要克服很大的斥力作用。为了实现这一“三重阿尔法”过程,有一科研小组提出了如下设想:如图所示,两块竖直极板间有加速电场,两块水平极板间有偏转电场(偏转电场方向可控),在左侧竖直极板中央O点有α放射源,α每隔相同时间向加速电场内无初速度释放一个α粒子,第1个α粒子进入偏转电αα场后,恰好从上极板边缘M点离开,第2个α粒子进入偏转电场后,恰好从下极板边缘M点离开,第3个α粒子进入偏转电场后,恰好从两极板正中间的P点离开。在PQ连线间有一半径极小的绝缘细筒O、P、Q三点在同一水平直线上),绝缘细筒两端有加速电场。在理想水平边界MN的上方和M'N的下方空间内有磁感应强度大小为B1、方向水平向左的匀强磁场,在MN和细筒间有磁感应强度大小为B2(未知)、方向竖直但上下周期性交替变化的匀强磁场(该磁场变化的周期与a粒子在该磁场中运动的周期相同),在M'N'和细筒间有磁感应强度大小为B3(未知)、方向竖直向上的匀强磁场。第1个α粒子在MN的上下两侧磁场内分别经半个、一个半周期恰好到达Q点,第2个α粒子在M'N'的上下两侧磁场内均经半个周期到达Q点,三个α粒子到达Q点时以相同的动能碰在一起。已知加速电压U1=U0,,偏转电压U2=6U0,粒子的质量为m,电荷量为q,碳原子核的质量为mc,光在真空中的速度为c,不计α粒子重力。求:封αmC,(1)“三重阿尔法”过程制造碳12的核反应方(1)程及该核反应放出的能量△E。△E。(2)第1个α粒子从M点离开时的动能EαEkO及速度方向与水平方向夹角的正切值。(3)绝缘细筒的长度x及三个磁场的磁感应强度大小之比。(4)第2个α粒子从M点运动到Q点通过的路程s。α线

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