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河北省邢台市2023-2024学年下学期高三年级考试(2024.4)物理试题答案试卷答案

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20.(11分)磁共振成像(MRI):MRI利用带电粒子在强磁场中的运动来生成图像。通过对被检体施加强磁场,并在其周围施加梯度磁场,可以得到不同组织的信号,从而生成高分辨率的内部结构图像。现有如下情景:在平面内有如图所示的垂直纸面向里、半径为d的四分之一圆形匀强磁场,磁感应强度为B0,,圆心O1在x轴上,O2为直角坐标系原点;y轴右侧有宽度为d、方向沿x轴负向的匀强电场,AB右侧存在宽度为2d、磁感应强度也为B0,方向垂直纸面向里的匀强磁场;CD右侧存在沿x轴正方向线性递增的梯度磁场,磁感应强度满足:B=kx^B0(x.为点到CD的距离),在y轴方向磁感应强度大小相同,磁场范围足够大。有一平行于x轴的宽度为d的线状粒子源MN(N在y轴上)源源不断发射沿y轴正方向初速度相同的带负电粒子(电荷量大小为q、质量为m),从M点进入四分之一圆形匀强磁场的粒子恰好从O2点进入电场,电场强度大小为3qdB0^22m。,不考虑各场的边缘效应,不计粒子重力。求:(1)粒子的初速度vo;(2)粒子穿过AB边界时的速率(3)粒子在AB、CD间的磁场区域内运动的最短时间;(4)所有粒子运动过程能达到的横坐标(x轴)的最大值是多少。

河北省邢台市2023-2024学年下学期高三年级考试(2024.4)物理试题答案第一部分

19.(11分)如图所示,在光滑水平面上建立坐标系xoy,在x=-0.1m左右两侧分别存在着I区和Ⅱ区匀强磁场,大小均为B=1T,I区方向垂直纸面向里,Ⅱ区一系列磁场宽度为均为L=0.1m,,相邻两磁场方向相反,各磁场具有理想边界。在x=-0.1m左侧是间距L的水平固定的平行光滑金属轨道MM''和NN',轨道MN端接有电容为C=1F的电容器,初始时带电量为q0=1C,,电键S处于断开状态。轨道上静止放置一金属棒a,其质量m=0.01kg,,电阻R=1Ω。轨道右端MN'上涂有绝缘漆,M'N''右侧放置一边长L、质量4m、电阻为4R的匀质正方形刚性导线框abed。闭合电键S,a棒向右运动,到达MN'前已经匀速,与导线框abcd碰撞并与ad边粘合在一起继续运动。金属轨道电阻不计,其ab边与x轴保持平行,求:(1)电键S闭合前,电容器下极板带电性,a棒匀速时的速度v1:(2)组合体bc边向右刚跨过y轴时,ad两点间的电势差Uad;(3)碰后组合体产生的焦耳热及最大位移。

河北省邢台市2023-2024学年下学期高三年级考试(2024.4)物理试题答案第二部分（待更新）

(2))为了精确测量电阻的阻值,实验室提供了以了以下器材,A.电流表A1(量程0.1mA,内阻r1=100)B.电流表A(量程30mA,内阻r=10Ω)A230mA,r2=10)C.滑动变阻器R1(05)额定电流.1.0A)E.电阻箱R(阻值范围为0099999.9Ω)F.电源(电动势3.0V,内阻约0.2Ω)3.0V,.0.2Ω)