2022-2022衡水金卷先享题·信息卷 理综(三)物理 答案

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12.(16分)解:(1)设带电粒子经过电场加速后,从极板CD正中央小孔射出时的速度大小为v,由动能定理有U-=m(2分)得=、20(1分)(2)带电粒子第一次从电场中射出后,在磁场中做匀速圆周运动,若能够再次进入匀强电场,且进入电场时的速度方向与电场方向垂直,运动方向改变270°,由此可知在磁场中的运动轨迹为四分之三圆,圆心位于D点,半径r=d,由A点垂直射入电场(1分)。运动轨迹如图(只画磁场部分)(1分)。带电粒子在磁场中运动时,洛仑兹力充当向心力,由牛顿运动定律U(2分)解得(1分)(3)带电粒子由A点垂直于电场方向射入电场之后做类平抛运动,若能够射出电场,则一定是从BC边射出。设粒子在电场中运动时间为n有2d=v1(1分)得42-设粒子沿电场方向的侧移为s,有s=at2(1分)由牛顿第二定律有(1分)解得s=d(1分)因此带电粒子恰能从C点射出,轨迹如图所示带电粒子两次在电场中加速的时间均为t设带电粒子在磁场中偏转运动的时间为t2粒子在磁场中运动的周期为T=(1分)有t=33(1分)因此带电粒子运动从运动第二次离开电场区域的总时间为=21+2=(2+x)d(1+1分)

11.(16分)解:(1)0~1s的过程,E==7(2分)1=EB(1分r=1s时,F=B1L(1分)得F0=0.25N方向水平向左(1+1分)(2)当wb棒有最大速度wm时,有F=B1L(1分)E2=BLv。(1分)(1分)得vm=4ms(1分)R+(3)0~1s过程,电阻R上产生的焦耳热Qn=lRt(1分)1s末到mb棒运动距离x=4m的过程,有=Q+m(2分)电阻R上产生的焦耳热C-R+g2(1分)从t=0到ab棒运动距离x=48m的过程,电阻R上产生的焦耳热QR=Q+Q=1.575J(1+1分)