组卷网 > 知识点选题 > 带电粒子在组合场中含动量问题
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解析
| 共计 2 道试题
1 . 激光触发原子核裂变的过程可以简化如下:竖直的两块极板AA1BB1之间存在水平向右的匀强电场,BB1板正中央有一小孔O,以O为坐标原点建立如图所示的直角坐标系,BB1板在y轴上,y轴右侧有范围足够大的匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里,距离O左边x处有一静止的原子核,不计原子核的重力和原子核间的相互作用。
(1)若原子核自然裂变成核和核,两核速度分别为水平向左v1和向右v2c核直接从O进入到y轴右侧磁场中,并打在y轴上坐标为的位置,b核向左运动后没有碰到AA1板,并最终也从O进入到磁场中,并打在轴上坐标为的位置,如果bc两核的质量和电量分别用表示,且满足,且,求
(2)如果原子核不发生裂变直接从O点射入磁场后做如图2所示的半径为R的圆周运动,圆心为O1。圆周上有一点GO1G与水平方向的夹角为。原子核受激光照射(忽略激光的动量)而裂变成bc两核,bc两核平分a的质量和电量,设裂变后瞬间bc两核的速度分别为,且
①若在G处原子核a受激光照射而裂变,两者方向与a核裂变前瞬间的速度方向相同,裂变后瞬间磁场方向未变,大小突然变为B1,求B1至少为多大才能使bC两核不会从磁场中飞出;
②若在OG之间的某一位置原子核受激光照射而裂变,两者方向相反且与a核裂变前瞬间的速度方向在同一直线上,发生裂变的瞬间撤去极板并且y轴左侧也加上与y轴右侧相同的磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里,在之后的运动过程中,某一时刻bc两核所在位置的横坐标分别为的绝对值记为xm,问a核在圆周上何处裂变xm有最大值,求出该处与O1连线与y轴正方向的夹角xm的大小。
2022-02-20更新 | 708次组卷 | 1卷引用:2022届浙江省十校联盟高三下学期第二次联考(返校考试)物理试题
2021·浙江温州·三模
解答题 | 适中(0.65) |
2 . 离子推进器,又称离子发动机,广泛应用于太空领域。某种推进器简化原理如图甲所示,截面半径为R的圆柱腔分为两个工作区:Ⅰ区为电离区,其内有沿轴向分布的匀强磁场,磁感应强度的大小;Ⅱ区为加速区,其内电极PQ间加有恒定电压U,形成沿轴向分布的匀强电场。在离轴线处的C点持续射出一定速率范围的电子,射出的电子仅在垂直于轴线的截面上运动,截面如图乙所示(从左向右看),电子的初速度方向与中心点O和点C的连线成角(0<<90°)。向Ⅰ区注入某种稀薄气体,电子使该气体电离的最小速率为,电子在Ⅰ区内不与器壁相碰且能到达的区域越大,电离效果越好。Ⅰ区产生的正离子以接近0的初速度飘入Ⅱ区,被加速后形成离子束,从右侧喷出,在加速过程中推进器可获得恒定的推力。在某次推进器工作时,气体被电离成质量为M的1价正离子,且单位时间内飘入Ⅱ区的离子数目为定值。已知电子质量为m,电量为e,不考虑电子间的碰撞及相互作用,电子碰到器壁即被吸收。
(1)为取得好的电离效果,请判断Ⅰ区中的磁场方向(按图乙说明是“垂直纸面向里”或“垂直纸面向外”);
(2)在取得好的电离效果下,当=60°时,求从C点射出的电子速度v的大小取值范围;
(3)若单位时间内飘入Ⅱ区的正离子数目为n,求推进器获得的推力F0
(4)加速离子束所消耗的功率P不同时,推进器的推力F也不同,为提高能量转换效率,应使尽量大,试推导的表达式,并提出一条能增大的建议。
2021-05-10更新 | 910次组卷 | 5卷引用:2022届浙江省物理选考模拟卷(二)
共计 平均难度:一般