2005--2015天津历年高考物理真题分类汇编5复合场综合

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1、复合场综合(05)25.正电子发射计算机断层(PET)是分子水平上的人体功能显像的国际领先技术，它为临床诊断和治疗提供全新的手段。(DPET在心脏疾病诊疗屮，需要使用放射正电子的同位素氮13示踪剂。氮13是由试写出该核反应方程。小型回旋加速器输出的高速质了轰击氧16获得的，反应屮同时还产生另一个粒子,⑵PET所用回旋加速器示意如图，其中置于高真空中的金属〃形盒的半径为爪两盒间距为d,在左侧〃形盒圆心处放有-粒子源S,匀强磁场的磁感应强度为方向如图所示。质子质量为仍，电荷量为“设质子从粒子源S进入加

2、速电场时的初速度不计，质子在加速器中运动的总时间为广(其中已略去了质子在加速电场屮的运动吋间)，质子在电场中的加速次数于冋旋半周的次数相同，加速质子吋的电压大小可视为不变。求此加速器所需的高频电源频率f和加速电压U。⑶试推证当R»d时，质子在电场屮加速的总时间相对于在〃形盒屮回旋的时间可忽略不计(质子在电场屮运动时，不考虑磁场的影响)。①核反应方程，②加速频率一一洛伦兹力周期，D型盒半径——洛伦兹力半径公式(06)24在以坐标原点0为圆心、半径为r的圆形区域内，存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸

3、面向里的匀强磁场，如图所示。一个不计重力的带电粒子从磁场边界与x轴的交点A处以速度v沿一x方向射入磁场，恰好从磁场边界少y轴的交点C处沿+y方向飞出。(1)请判断该粒子带何种电荷，并求出其比荷q/m；(2)若磁场的方向和所在空间范围不变，而磁感应强度的大小变为B',该粒子仍从A处以相同的速度射入磁场，但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°/(],求磁感应强度B'多人？此次粒子在磁场中运动所用时间t是多少？洛伦兹力半径公式、周期公式探(07)25.离子推进器是新一代航天动力装置，可用于卫星

4、姿态控制和轨道修正。推进剂从图中P处注入,在力处电离出正离子，比Z间加有恒定电压，正离子进入〃时的速度忽略不计，经加速后形成电流为/的离子束后喷出。已知推进器获得的推力为F,单位时间内喷出的离子质最为Jo为研究问题方便，假定离子推进器在太空中飞行吋不受其他外力，忽略推进器运动速度。(1)求加在牝间的电压仏(2)为使离子推进器正常运行，必须在出口D处向正离子束注入电子，试解释其原因。粒子加速——动能定理，离子束电流——电流微观定义，推进器反冲——动量左理（2）推进器持续喷出正离子束，会使帯有负电荷的

5、电子胡在其屮，由于库仑力作用将严重阻碍正离子的继续喷出。电子积累足够多吋，甚至会将喷出的正离子再吸引回来，致使推进器无法正常工作。因此，必须在出口〃处发射电子注入到正离子束，以屮和正离子，使推进器获得持续推力。（08）23.在平面直角处标系无“山第1象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第IV象限存在垂直于处标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为几一质最为加、电荷最为g的带正电的粒子从j瀚正半轴上的此点以速度％垂直于丿轴射入电场，经渤上的"点与渤正方向成〃二60。角射入磁场，最后从.轴负半轴上的戶点垂直于F

6、轴射出磁场，如图所示。不计粒子重力，求⑴K.W点间的电势差弘⑵粒子在磁场中运动的轨道半径七（3）粒子从胚点运动到戶点的总时间t.①MN过程——动能定理，②磁场运动——洛伦兹力半径公式，①伦兹力周期公式、类平抛时间，（09）11.如图所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内，在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应为B,方向垂直xOy平面向里，电场线平彳亍于y轴。一质量为m、电荷量为q的帯止电的小球，从y轴上的A点水平向右抛出，经x轴上的M点进入电场和磁场，恰能做匀速圆周运动，从x轴上的N点

7、第一次离开电场和磁场,MN之间的距离为L,小球过M点时的速度方向与x轴的方向夹角为e.不计空气阻力,重力加速度为g,求（1）电场强度E的人小和方向；（2）小球从A点抛出时初速度v（）的人小；（3）A点到x轴的高度h.①三场中匀速圆周运动——in萨qE,②MN过程——洛伦兹力半径，AM过程——平抛速度，③AM过程——平抛位移（10）12.（20分）质谱分析技术已广泛应用于各前沿科学领域。汤姆孙发现电子的质谱装置示意如图，财、"为两块水平放置的平行金属极板，板长为几板右端到屏的距离为〃，且〃远人于乙O

8、0为垂直于屏的中心轴线,不计离子重力和离子在板间偏离0'0的距离。以屏中心0为原点建立直角坐标系,其中x轴沿水平方向，y轴沿竖玄方向。⑴设一个质量为加）、电荷量为G的正离子以速度％沿0’。的方向从0'点射入，板I'可不加电场和磁场时，离子打在屏上〃点。若在两极板间加一沿+y方向场强为F的匀强电场，求离子射到屏上时偏离0点的距离_Pb；⑵假设你利用该装置探究未知离子，试依照以下实验结果计算未知离子的质最数。上述装置中，保留原电场，再在板间加沿-尸方向的匀强磁场。现有电荷量相同的两种正