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206401. (2024•铁一中学•三模) 2023年7月5日,中核集团正式签约承建全球首个全高温超导核聚变实验装置,彰显了我国在此领域技术水平居国际前列。在可控核聚变中用磁场来约束带电粒子的运动,叫磁约束。如图所示为核聚变中磁约束装置的简化图,圆环状匀强磁场区域的内半径为R1,外半径为R2,磁感应强度大小为B,方向垂直于环面,中空区域内带电粒子的质量为m,电荷量为q,具有各个方向的速度。下列说法正确的是(  )

A.要使所有带电粒子约束在半径为R2的区域内,则带电粒子的最大速度为

B.从内环边缘相切射出的带电粒子,仍在磁场区域运动的最大速度为  

C.要使以大小为v的速度由圆心沿半径方向运动的带电粒子不离开半径为R2的区域,

D.要使以大小为v的速度由圆心沿半径方向运动的带电粒子不离开半径为R2的区域,

共享时间:2024-04-04 难度:3
[考点]
牛顿第二定律的简单应用,牛顿第二定律与向心力结合解决问题,带电粒子在直线边界磁场中的运动,
[答案]
ABD
[解析]
解:AB.带电粒子的速度越大,在磁场中圆周运动的半径就越大,要使带电粒子约束在半径为R2的区域内,临界轨迹如图所示

根据几何关系,可得带电粒子圆周运动的最大半径为

根据牛顿第二定律,由洛伦兹力提供向心力有

联立解得带电粒子的最大速度为
,故AB正确;
CD.要使以大小为的速度由圆心沿半径方向运动的带电粒子不离开半径为R2的区域,临界状态如图所示,设临界状态圆周运动半径为r',则

根据几何关系可得

根据AB选项分析可知磁感应强度越大则半径越小,有

联立解得

所以要使以大小为v的速度由圆心沿半径方向运动的带电粒子不离开半径为R2的区域,须符合

故C错误,D正确。
故选:ABD。
[点评]
本题考查了"牛顿第二定律的简单应用,牛顿第二定律与向心力结合解决问题,带电粒子在直线边界磁场中的运动,",属于"典型题",熟悉题型是解题的关键。
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206528. (2023•师大附中•十一模) 如图所示,空间有半径为R的圆形匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面,在距圆心O为处有一粒子源,t=0时刻沿纸面内的任意方向上均匀发射出速度大小相同的大量带电粒子,粒子比荷为k,粒子在磁场中运动的半径为,则(  )

A.粒子在圆形磁场区域中运动的最短时间为

B.粒子在圆形磁场区域中运动的最短时间为 

C.时刻,出磁场与未出磁场的粒子数之比为1:3

D.时刻,出磁场与未出磁场的粒子数之比为1:1

共享时间:2023-07-10 难度:3 相似度:2
162648. (2022•高新一中•高二上期中) 德优题库如图所示,PQO为圆心角为74°的有界区域,O点为圆心,半径为R,M点为圆弧PQ的中点。区域内有方向垂直纸面向外的匀强磁场。完全相同的两个带电粒子a和b,以相同的速度v分别从P、M点飞入匀强磁场区域,粒子a的速度方向与PO成16°角。已知粒子a恰好从Q点飞出,a、b粒子所受重力不计,下列说法正确的是(  )

A.粒子a和b均带正电荷

B.粒子b也从Q点飞出磁场区域

C.粒子a在磁场中做圆周运动的半径为2R

D.粒子a和b在磁场中运动的时间之比为2:1

共享时间:2022-11-30 难度:3 相似度:2
160033. (2021•西安中学•三模) 如图所示,在边长为L的正方形区域abcd内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,有一个质量为m、带电荷量大小为﹣q的离子,从a点垂直ad边界的速度向右射入磁场区域,则下列结论正确的是(  )

A.离子进场的速度越大,在磁场中运动的时间越短  

B.离子在磁场中运动的时间不可能大于

C.若离子从cd的中点出场,则离子的进场速度为  

D.若离子从bc的中点出场,则离子的进场速度为

共享时间:2021-04-01 难度:3 相似度:2
161445. (2023•长安区一中•高二下期末) 如图所示,磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直纸面向里,图中虚线为磁场的边界,其中bc段是半径为R的四分之一圆弧,ab、dc的延长线通过圆弧的圆心,Ob长为R。一束质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子,在纸面内以不同的速率从O点垂直ab射入磁场,不计粒子间的相互作用和重力。则从圆弧边界bc射出的粒子在磁场中飞行的最短时间为(  )

A.                        
B.
C.                      
D.
共享时间:2023-07-18 难度:3 相似度:2
159067. (2023•铁一中学•高二上二月) 在Ⅰ、Ⅱ两个区域内存在磁感应强度大小均为B的匀强磁场,磁场方向如图所示,AD、AC边界的夹角为30°,边界AC与边界MN平行,Ⅱ区域宽度为d。质量为m、电荷量为q的正粒子,可在边界AD上的不同点以垂直AD且垂直磁场的方向射入磁场,若入射速度大小为,不计粒子重力,则(  )

A.粒子在磁场中运动的半径为0.5d

B.粒子在距A点0.5d处射入,会进入Ⅱ区域

C.粒子在距A点1.5d处射入,在Ⅰ区域内运动的时间为 

D.能够进入Ⅱ区域的粒子,在Ⅱ区域内运动的最短时间为

共享时间:2023-12-26 难度:3 相似度:2
151828. (2022•临潼区•二模) 如图所示,边长为L的正方形ABCD边界内有垂直纸面向里的匀强磁场BEAD上一点,EDL。完全相同的两个带电粒子ab以不同速度分别从AE两点平行AB向右射入磁场,且均从C点射出磁场。已知a粒子在磁场中运动的时间为t,不计粒子的重力和相互作用,则b粒子在磁场中运动的时间为(  )

A.t                    
B.t                     
C.t                   
D.t
共享时间:2022-03-24 难度:3 相似度:2
161695. (2023•西安八十九中•高一上期末) 德优题库如图所示,圆形区域内有垂直纸面向内的匀强磁场,三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c,以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场,其运动轨迹如图、若带电粒子只受磁场力的作用,则下列说法正确的是(  )

A.三个粒子都带负电荷

B.c粒子运动速率最小

C.c粒子在磁场中运动时间最短

D.它们做圆周运动的周期Ta<Tb<Tc

共享时间:2023-03-01 难度:3 相似度:2
206574. (2023•长安区•一模) 空间存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面。线段MN是屏与纸面的交线,长度为7L,其左侧有一粒子源S,可沿纸面内各个S方向不断发射质量为m、电荷量为q、速率相同的粒子;SP⊥MN,P为垂足,如图所示。已知SP=MP=3L,若MN上所有的点都能被粒子从其右侧直接打中,则粒子的速率可能为(  )


A.
B.    
C.
D.
共享时间:2023-03-01 难度:3 相似度:2
161188. (2024•铁一中学•高二上期末) 如图,圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,质量为m、电荷量为的带电粒子从圆周上的M点沿直径MON方向射入磁场。若粒子射入磁场时的速度大小为v1,离开磁场时速度方向偏转90°,运动时间为t1,若射入磁场时的速度大小为v2,离开磁场时速度方向偏转60°,运动时间为t2;不计粒子重力,则(  )

A.              
B. 
C.t1:t2=3:2                  
D.t1:t2=2:3
共享时间:2024-02-29 难度:4 相似度:1.75
160881. (2025•西安一中•高二上期末) 如图所示,边长为L的正三角形abc内存在垂直纸面的匀强磁场,磁感应强度大小为B。abc的中心O处有一粒子源,能够沿abc平面向任意方向发射速率为的粒子,粒子的质量为m,电荷量为q,不计粒子的重力。则粒子在磁场中运动的最短时间为(  )

A.      
B.     
C.    
D.
共享时间:2025-02-19 难度:4 相似度:1.75
206241. (2024•西安一中•十模) 德优题库如图所示,转台上固定有一长为4L的水平光滑细杆,两个中心有孔的小球A、B从细杆穿过并用原长为L的轻弹簧连接起来,小球A、B的质量分别为3m、2m。竖直转轴处于转台及细杆的中心轴线上,当转台绕转轴匀速转动时(  )

A.小球A.B受到的向心力之比为3:2

B.当轻弹簧长度变为2L时,小球A做圆周运动的半径为1.5L

C.当轻弹簧长度变为3L时,转台转动的角速度为ω,则弹簧的劲度系数为1.8mω2

D.如果角速度逐渐增大,小球B先接触转台边沿

共享时间:2024-07-05 难度:2 相似度:1.67
161826. (2022•长安区一中•高一下期末) 如图所示,三角形为一光滑锥体的正视图,锥面与竖直方向的夹角为θ=37°。一根长为l=1m的细线一端系在锥体顶端,另一端系着一可视为质点的小球,小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动,重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,不计空气阻力,则(  )

A.小球受重力、支持力、拉力和向心力

B.小球可能只受拉力和重力  

C.当ω=rad/s时,小球对锥体的压力刚好为零

D.当ω=2rad/s时,小球受重力、支持力和拉力作用

共享时间:2022-07-18 难度:2 相似度:1.67
161714. (2022•西安一中•高一下期末) 如图,质量为m的小球用长为l的悬绳固定于O点,在O点的正下方处有一颗钉子,把悬绳拉直与竖直方向成一定角度,由静止释放小球,当悬绳碰到钉子的时候,则以下说法正确的是(  )
①小球的线速度突然变大
②小球的向心加速度突然变大
③小球的角速度突然变大
④悬线的张力突然变大

A.①②③    
B.①③④     
C..②③④  
D.②③
共享时间:2022-07-11 难度:2 相似度:1.67
159478. (2022•长安区一中•高二上一月) 德优题库如图所示,一个圆形框架绕过其直径的竖直轴匀速转动,在两条边上各套有一个质量均为m的小球A、B,A、B、O在同一条直径上,转动过程中两小球相对框架静止,下列说法中正确的是(  )

A.框架对球A的弹力方向一定沿OA向外

B.框架对球B的弹力方向可能沿OB向外

C.球A与框架间可能没有摩擦力

D.球A、球B所受的合力大小相等

共享时间:2022-10-12 难度:2 相似度:1.67
206258. (2024•西安一中•三模) 如图所示,质量忽略不计、长度分别为l1和l2的不可伸长的轻绳,分别系质量为5m和m的小球,它们以相同的转速中心轴线做匀速圆周运动,稳定时绳子与竖直方向夹角的正切值分别为,圆周运动半径分别为r1和r2,两绳子中的张力分别为T1和T2,则(  )

A.r1:r2=2:5                  
B.
C.l1:l2=1:1                  
D.
共享时间:2024-04-13 难度:2 相似度:1.67

dygzwlyn

2024-04-04

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2020*西工大*期末
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