2024届衡水金卷先享题分科综合卷全国乙卷一x物理试卷答案

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20.(11分)托卡马克装置是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环形容器,将容器简化为如图1所示的足够长的空心圆柱,其半径为R。=(√2+1)R,O)为空心圆柱的中心轴。圆柱内部以半径为R的圆为边界分成两部分磁场,正视图如图2所示,外环分布有垂直纸面向外磁感应强度为B的匀强磁场;内环分布有逆时针的环形磁场,磁感应强度大小处处相等且大小为B。在D点设置一原子核发射装置,可发射电荷量为q、质量为m的氘核与电荷量为g、质量为号的氚核,核子发射时速度方向如图2所示沿半径向外,除碰撞外,忽略粒子间的相互作用。(1)氘核运动时能够恰好不与容器相碰,求氘核发射的速度;(2)氘核发射速度w2=2⑧BR,需要经过多长时间氚核第一次回到D点同一条轴线上的9mD点;(3)若两个动量方向相反,大小均为P的氘核与氚核对心碰撞发生核聚变,生成一个质量为2m的氢核和质量为m的中子,碰后氨核的速度为,求该过程释放的核能△E;(4)假设原子核发射装置只持续稳定发射速度为=23B迟的氚核粒子,设定B。=B,粒9m子稳定后,轴向单位长度内有个氚核,求圆柱形容器内沿轴线方向的等效电流。B。··第20题图1第20题图2【高三物理第8页(共8页)】·24-183C·

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