Page 26 - 浙江高考模拟试卷汇编优化20套·物理

20. ( 12分) 如图所示, 某游乐场游乐装置由竖直面内轨道BCDE 21. ( 10分) 如图所示, 电阻为2r 、 半径为R 的单匝圆形导体线圈 22. ( 10分) 如图所示是中国科学院自主研制的磁约束核聚变实
组成, 左侧为半径R=0.8m 的光滑圆弧轨道BC , 轨道上端 两端与导轨ME 、 NH 相连, 处于竖直向下磁场中, 其磁感应 验装置中的“ 偏转系统” 原理图. 由正离子和中性粒子组成的

点B 和圆心O 的连线与水平方向的夹角为α , 下端点C 与粗 B 0 多样性粒子束通过两极板间电场后进入偏转磁场. 其中的中
),

B= t ( 0≤t≤t 0
糙水平轨道CD 相切, DE 为倾角 θ=37° 的粗糙倾斜轨道, 一 强度 B 随时间 t 变化规律为 t 0 其中 性粒子沿原方向运动, 被接收板接收; 一部分离子打到左极

B=B 0
轻质弹簧上端固定在 E 点处的挡板上. 现有质量为 m = ( t>t 0 ), 板, 其余的进入磁场发生偏转被吞噬板吞噬并发出荧光. 多
、 为已知量.CD 、 EF 、 HI 是三根材质和粗细相同的匀质

0.1k g 的 小 滑 块 P ( 视 为 质 点) 从 空 中 的 A 点 以v 0 = B 0t 0 样性粒子束宽度为L , 各组成粒子均横向均匀分布. 偏转磁场
金属棒, CD 的长度为3d 、 电阻为3r 、 质量为 m. 导轨 ME 与 为垂直纸面向外的矩形匀强磁场, 磁感强度为B 1. 已知离子

22 m / s的初速度水平向左抛出, 经过 6 s后恰好从B 点沿

5 NH 平行且间距为d , 导轨 FG 与 IJ 平行且间距为3d , EF 的比荷为k , 两极板间电压为U 、 间距为L , 极板长度为2L ,
轨道切线方向进入轨道, 沿着圆弧轨道运动到C 点之后继续 和HI 的长度相同且与 ME 、 NH 的夹角均为30°. 区域Ⅰ和 吞噬板长度为2L 并紧靠负极板. 若离子和中性粒子的重力、
沿水平轨道CD 滑动, 经过 D 点后沿倾斜轨道向上运动至F 区域Ⅱ是两个相邻的边长均为L 的正方形区域, 区域Ⅰ中存 相互作用力、 极板厚度可忽略不计, 则:
时间
点( 图中未标出), 弹簧恰好压缩至最短, 已知 CD =DF= 在竖直向下、 磁感应强度大小为B 0 的匀强磁场.0~3t 0
( 1 ) 要使v 0= kU 的离子能沿直线通

1m , 滑块与轨道CD 、 DE 间的动摩擦因数为 =0.1 , 各轨道 内, 水平外力使棒CD 在区域Ⅰ中某位置保持静止, 且其两端 过两极板间电场, 可在极板间施加
μ
均平滑连接, 不计其余阻力, 取sin37°=0.6. 求: 分别与导轨FG 与 IJ 对齐. 其余导体电阻均不计, 导轨均固 , 求
一垂直于纸面的匀强磁场 B 0

( 1 ) BO 连线与水平方向的夹角 α 的大小; 定于水平面内, 不计一切摩擦.
的大小;
B 0

( 2 ) 小滑块P 到达与O 点等高的O' 点时对轨道的压力; ( 1 ) 0~t 0 和 t 0~3t 0 内, 分别比较棒CD 两端的电势高低, 并
, 使 v 1 =
( 2 )调 整 极 板 间 磁 场 B 0

( 3 ) 弹簧的弹性势能的最大值; 分别求使棒CD 保持静止的水平外力F 大小;
2kU 的离子沿直线通过极板后

( 4 ) 试判断滑块返回时能否从B 点离开, 若能, 求出飞出时对 ( 2 ) 在3t 0 以后的某时刻, 撤去右侧圆形磁场, 若区域Ⅰ内的
4 2U
B 点的压力大小; 若不能, 判断滑 磁场在外力作用下全部从区域Ⅰ以速度v 0 匀速运动到 进入偏转磁场. 若B 1= 且
3L k
且恰好进入区域
块最后位于何处. 区域Ⅱ时, 导体棒CD 速度恰好达到 v 0
上述离子全部能被吞噬板吞噬, 求
Ⅱ , 该过程棒CD 产生的焦耳热为Q , 求金属棒CD 与区
偏转磁场的最小面积和吞噬板的发光长度L 0 ;
和该过程维持磁场匀速运动
域Ⅰ左边界的初始距离x 0 且偏转磁场边界足够大, 离子速度
( 3 ) 若撒去极板间磁场B 0
的外力做的功 W ;
为v 2= 3 kU v 3=2 kU 且各有 n 个, 能进入磁场的离
、

( 3 ) 在( 2 ) 前提下, 若磁场运动到区域Ⅱ时立刻停下, 求导体
的取值范围及吞噬板上收
子全部能被吞噬板吞噬, 求B 1
棒CD 运动到FI 时的速度 v.
集的离子个数.

A03-10 A03-11 A03-12