河北省2023-2024学年度重点高中高二4月联考物理

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河北省2023-2024学年度重点高中高二4月联考物理试卷答案

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14.(13分)如图甲所示,在空间直角坐标系Oxyz中,平面M、N均与x轴垂直,平面M与OxyzyOx平面的距离为L,平面M、N之间的距离也为L。将x<0的区域记作区域I,平面yOzM与yOx平面之间的区域记作区域Ⅱ,平面M、N之间的区域记作区域Ⅲ,平面N右侧有一无限长的圆柱形区域,该区域记作区域Ⅳ,其中心轴线与y轴平行且与x轴相交。区域I、Ⅲ、Ⅳ内均有磁感应强度大小为B的匀强磁场(图中均未画出),区域I、Ⅲ中的磁场都沿x轴正方向,区域Ⅳ中的磁场沿y轴正方向。区域Ⅱ有匀强电场(图中未画出),规定电场强度正方向与x轴正方向相同,区域Ⅱ中电场的电场强度E随时间t变化的规律如图乙所示。在坐标为(一L,0,0)的Q点有一粒子源,粒子源连续均匀地发射带(-L,0,0)正电的相同粒子,所有粒子的初速度大小都为v0,方向都在xOy平面内且与x轴正方向的夹角为60^,,粒子经过yOz平面时的速度恰好与yOz平面垂直,经过平面N后,有一部分会进入区域N,这部分离开区域Ⅳ时与圆柱界面交点的连线恰好为一条平行于y轴的线段,不计带电粒子的重力和粒子间的相互作用及Ⅱ区域中电场变化产生的影响。(1)求这些粒子的比荷;(2)将带电粒子经过平面M时的位置连成线,求连线两端点的坐标;(3)若E0=4Bv0,求进人区域Ⅳ的粒子个数占总粒子个数的比值;(4)若E0=4Bv0,求进入区域Ⅳ的粒子离开区域Ⅳ时与圆柱界面交点连线的长度,甲乙

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