山东省济宁市2023-2024学年度第二学期高二质量检测(2024.07)物理

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山东省济宁市2023-2024学年度第二学期高二质量检测(2024.07)物理试卷答案

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18.(16分)科学仪器常常利用磁场将带电粒子“约束”在一定区域内,使其不能射出。某同学为探究带电粒子“约束”问题,构想了如图所示的磁场区域。匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里,其边界分别是半径为R和2R的同心圆,O为圆心,A为磁场内在圆弧上的一点,P为OA的中点。若有一粒子源向纸面内的各个方向发射出比荷为qm带负电粒子,粒子速度连续分布,不计粒子的重力和粒子间的相互作用,取37^=0.6,37^=0.8,,求:(1)粒子源在A点时,被磁场约束的粒子速度的最大值(2)粒子源在时,被磁场约束的粒子每次经过磁场时间的最大值tm;(3)粒子源在P点时,被磁场约束的粒子速度的最大值vmp。在科学研究中,常通过施加适当的电磁场来实现对带电粒子运动的控制。如图所示,在一3d≤x≤d、-d≤y≤2d的区域中,存在沿y轴负方向的匀强电场,电场的周围分布着垂直于纸面向里的匀强磁场。一个质量为、电荷量为q的带正电粒子从P点(0,2d)以速度v0沿y轴正方向射入磁场,从Q点(-2d,2d)第一次离开磁场进入电场,第一次离开电场后速度增大为2v0。。不计粒子重力。求:(1)磁感应强度B的大小和电场强度E的大小;(2)粒子从P点开始到第二次进入电场前的运动时间;(3)粒子第二次进入电场时的位置坐标。

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