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辽宁省大连市2024年高考三校联合模拟考试物理试卷答案试卷答案

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22.（10分)东方超环，俗称“人造小太阳”，是中国科学院自主研制的磁约束核聚变实验装置

该装置需要将加速到较高速度的离子束变成中性粒子束，没有被中性化的高速带电离子需要利用“偏转系统”将带电离子从粒子束中剥离出来

假设“偏转系统”的原理如图所示，均匀分布的混合粒子束先以相同的速度通过加有电压的两极板间，再进入偏转磁场Ⅱ中，中性粒子继续沿原方向运动，被接收器接收；未被中性化的带电粒子一部分打到下极板被吸收后不可再被利用，剩下的进人磁场Ⅱ后发生偏转，被吞噬板吞噬后可以再利用

已知粒子带正电、电荷量为g,质量为m,两极板间电压U可以调节，间距为d,极板长度为V3d,吞噬板长度为2d,极板间施加一垂直于纸面向里的匀强磁场I,磁感应强度为B1,带电粒子和中性粒子的重力可忽略不计，不考虑混合粒子间的相互作用

(1)当电压U=0时，恰好没有粒子进人磁场Ⅱ，求混合粒子束进入极板间的初速度

等于多少？若要使所有的粒子都进入磁场Ⅱ，则板间电压U

为多少？(2)若所加的电压在U

~(1+k)U

内小幅波动，k>0且k<1,此时带电粒子在极板间的运动可以近似成类平抛运动

则进人磁场Ⅱ的带电粒子数目占总带电粒子数目的比例至少多少？(3)在(2)的条件下，若电压小幅波动是随时间线性变化，规律如图乙所示，变化周期为T,偏转磁场边界足够大

要求所有进人磁场Ⅱ的粒子最终全部被吞噬板吞噬，求偏转磁场Ⅱ的磁感应强度B,满足的条件？已知粒子束单位时间有N个粒子进入两极板间，中性化的转化效率为50%，磁场Ⅱ磁感应强度B2取最大情况下，取下极板右端点为坐标原点，以向下为正方向建立x坐标，如甲图所示，求一个周期T内吞噬板上不同位置处吞噬到的粒子数密度A(单位长度的粒子数)

混磁场1磁场1·B....(1+)U0(1-k)o假00.5TT1.5T2T甲第22题图

辽宁省大连市2024年高考三校联合模拟考试物理试卷答案第一部分

1.如如图所示为某激光工作物质(离子)的四能级结构图。E、为基态能级,EE0E2之间只能发生无辐射跃迁(通过与外界碰撞的过程或其他与外界进行能量交换的过程而从一个能级改变到另一个能级,既不发射也不吸收光子),则大量处于E3能级的离子向低能级跃迁时产生光子的频率种类为E3无辐射跃迁E2E1E0A.2种B.3种.5种D.6种

辽宁省大连市2024年高考三校联合模拟考试物理试卷答案第二部分（待更新）

12.(8分)为了“描绘小灯泡的伏安特性曲线”,某同学所用器材如下:A.待测小灯泡一个:额定电压为3V,电阻约为几欧B.电压表一块:量程为3V,内阻约为3kΩC.电流表一块:量程为0.6A,内阻约为0.1ΩD.滑动变阻器一个,千电池两节,开关一个,导线若干