第39期《选择性必修第二册》核心素养阶段测试(一)-【数理报】新教材2023-2024学年高二物理选择性必修第二册同步学案（教科版2019）

书书书 １１．磁 流 体 发 电 机 可 简 化 为 如 下 模 型 ： 两 块 长 、 宽 分 别 为 ａ 、ｂ 的 平 行 板 相 距 Ｌ ， 板 间 通 入 已 电 离 的 速 度 为 ｖ 的 气 流 ，两 板 间 存 在 一 磁 感 应 强 度 大 小 为 Ｂ 的 磁 场 ， 磁 场 方 向 与 两 板 平 行 ， 并 与 气 流 速 度 方 向 垂 直 ， 如 图 １１ 所 示 ． 把 两 板 与 外 电 阻 Ｒ 连 接 起 来 ，在 磁 场 力 作 用 下 ，气 流 中 的 正 、负 离 子 分 别 向 两 板 移 动 形 成 电 流 ．设 该 气 流 的 导 电 率 （ 电 阻 率 的 倒 数 ） 为 σ ，则 （　 　 ） Ａ ．该 磁 流 体 发 电 机 模 型 的 内 阻 为 ｒ ＝ Ｌσ ａｂ Ｂ．产 生 的 电 动 势 为 Ｅ ＝ Ｂａｖ Ｃ．流 过 外 电 阻 Ｒ 的 电 流 Ｉ ＝ ＢＬｖ Ｒ ＋ Ｌσ ａｂ Ｄ ．该 磁 流 体 发 电 机 模 型 的 路 端 电 压 为 ＢＬｖＲ Ｒ ＋ σ Ｌａｂ １２． 质 量 为 ｍ 、带 电 荷 量 为 ＋ ｑ 的 小 球 套 在 水 平 固 定 且 足 够 长 的 绝 缘 杆 上 ， 如 图 １２ 所 示 ，整 个 装 置 处 于 磁 感 应 强 度 为 Ｂ 、 方 向 垂 直 纸 面 向 里 的 匀 强 磁 场 中 ，现 给 球 一 个 水 平 向 右 的 初 速 度 ｖ ０ 使 其 开 始 运 动 ，不 计 空 气 阻 力 ， 则 球 运 动 克 服 摩 擦 力 做 的 功 可 能 是 （　 　 ） Ａ ．０ Ｂ． １２ ｍ ｖ ２０ Ｃ．ｍ ｖ ２０ Ｄ ． １２ ｍ ｖ ２０ － ｍ ３ｇ ２ ｑ ２Ｂ ２ 第 Ⅱ 卷 非 选 择 题 （ 共 ６０ 分 ） 三 、 实 验 题 （ 本 题 共 ２ 小 题 ， 共 １８ 分 ， 将 正 确 答 案 填 在 题 中 横 线 上 或 按 要 求 作 答 ） １３． （９ 分 ） 质 谱 仪 原 理 如 图 １３ 所 示 ，ａ 为 粒 子 加 速 器 ，电 压 为 Ｕ １ ；ｂ 为 速 度 选 择 器 ，磁 场 与 电 场 正 交 ， 磁 感 应 强 度 为 Ｂ １ ，板 间 距 离 为 ｄ，ｃ 为 偏 转 分 离 器 ，磁 感 应 强 度 为 Ｂ ２ ．今 有 一 质 量 为 ｍ 、电 荷 量 为 ｅ 的 正 粒 子 （ 不 计 重 力 ） ， 经 加 速 后 ， 该 粒 子 恰 能 通 过 速 度 选 择 器 ，粒 子 进 入 分 离 器 后 做 匀 速 圆 周 运 动 ．求 ： （１ ） 粒 子 的 速 度 大 小 ｖ ＝ ． （２ ） 速 度 选 择 器 的 电 压 Ｕ ２ ＝ ． （３ ） 粒 子 在 Ｂ ２ 磁 场 中 做 匀 速 圆 周 运 动 的 半 径 Ｒ ＝ ． １４． （９ 分 ） （１ ） 回 旋 加 速 器 的 工 作 原 理 如 图 １４ 所 示 ， 置 于 真 空 中 的 Ｄ 形 金 属 盒 半 径 为 Ｒ ，两 盒 间 的 狭 缝 很 小 ， 带 电 粒 子 穿 过 的 时 间 可 以 忽 略 不 计 ．磁 感 应 强 度 为 Ｂ 的 匀 强 磁 场 与 盒 面 垂 直 ．Ａ 处 粒 子 源 产 生 的 粒 子 ， 质 量 为 ｍ ， 电 荷 量 为 ＋ ｑ，在 加 速 器 中 被 加 速 ，加 速 电 压 为 Ｕ ． 加 速 过 程 中 不 考 虑 相 对 论 效 应 和 重 力 作 用 ．则 粒 子 第 ２ 次 和 第 １ 次 经 过 两 Ｄ 形 盒 间 狭 缝 后 轨 道 半 径 之 比 为 ． （２ ） 有 一 回 旋 加 速 器 ，它 的 高 频 电 源 的 频 率 为 １．２ × １０ ７Ｈ ｚ，Ｄ 形 盒 的 半 径 为 ０．５３２ ｍ ， 求 加 速 氘 核 时 所 需 的 磁 感 应 强 度 为 ， 氘 核 所 能 达 到 的 最 大 动 能 为 （ 氘 核 的 质 量 为 ３．３ × １０ －２７ ｋｇ， 氘 核 的 电 荷 量 为 １．６ × １０ －１９Ｃ ）． 四 、 计 算 题 （ 本 题 共 ４ 小 题 ， 共 ４２ 分 ， 解 答 应 写 出 文 字 说 明 、 方 程 式 和 演 算 步 骤 ． 只 写 出 最 后 结 果 的 不 能 给 分 ， 有 数 值 计 算 的 题 ， 答 案 中 必 须 写 出 数 值 和 单 位 ） １５． （８ 分 ） 如 图 １５ 所 示 ，一 个 质 量 为 ｍ 、电 荷 量 为 － ｑ、不 计 重 力 的 带 电 粒 子 从 ｘ 轴 上 的 Ｐ （ａ ，０ ） 点 以 速 度 ｖ，沿 与 ｘ 轴 正