2023年高考物理预测题之带电粒子在复合场运动

更新时间：2023-02-21 浏览次数：50 类型：二轮复习

一、单选题

1.
如图所示，S处有一电子源，可向纸面内任意方向发射电子，平板MN垂直于纸面，在纸面内的长度L=9.1cm，中点O与S间的距离d＝4.55cm，MN与SO直线的夹角为θ，板所在平面有电子源的一侧区域有方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B＝2.0×10^－4T，电子质量m＝9.1×10^－31kg，电荷量e＝－1.6×10^－19C，不计电子重力。电子源发射速度v＝1.6×10⁶m/s的一个电子，该电子打在板上可能位置的区域的长度为l，则（    ）


A . θ＝90°时，l＝9.1cm B . θ＝60°时，l＝9.1cm C . θ＝45°时，l＝4.55cm   D . θ＝30°时，l＝4.55cm

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2.
如图所示，空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，电场和磁场相互垂直。在电磁场区域中，有一个固定在竖直平面内的光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球。O点为圆环的圆心，a、b、c为圆环上的三个点，a点为最高点，c点为最低点， bO沿水平方向。已知小球所受电场力与重力大小相等。现将小球从环的顶端a点由静止释放，下列判断正确的是（）

A . 当小球运动到b点时，洛伦兹力最大 B . 当小球运动到c点时，小球受到的支持力一定大于重力 C . 小球从a点运动到b点，重力势能减小，电势能增大 D . 小球从b点运动到c点，电势能增大，动能先增大后减小

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二、多选题

3. (2016·晋城模拟)
如图所示，边界MN、PQ间有竖直向下的匀强电场，PQ、EF间有垂直于纸面向里的匀强磁场，一质置为m，电荷量为q的粒子从边界MN上的O点以水平初速度v₀射入电场，结果从PQ上的A点进入磁场，且粒子在磁场中运动的时间为 $\text{[math]}$ ，MN和PQ间、PQ和EF间的距离均为L，O到A的竖直距离为 $\text{[math]}$ ，不计粒子的重力，则下列结论正确的是（）

A . 匀强电场的电场强度大小为 $\text{[math]}$ B . 粒子进入磁场时速度与水平方向的夹角为45° C . 粒子在磁场中做圆周运动的半径为 $\text{[math]}$ L D . 匀强磁场的磁感强强度为 $\text{[math]}$

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4.
如图甲，两水平金属板间距为d，板间电场强度的变化规律如图乙所示。t=0时刻，质量为m的带电微粒以初速度v0沿中线射入两板间， $\text{[math]}$ 时间内微粒匀速运动，T时刻微粒恰好经金属边缘飞出。微粒运动过程中未与金属板接触。重力加速度的大小为g。关于微粒在0~T时间内运动的描述，正确的是( )

A . 末速度大小为 $\text{[math]}$ B . B.末速度沿水平方向 C . C.重力势能减少了 $\text{[math]}$ D . D.克服电场力做功为mgd

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三、综合题

5. (2017·孝义模拟) 如图所示，在梯形ACDE内存在沿竖直方向的匀强电场，在等腰直角三角形BCD内同时存在垂直于纸面向外的匀强磁场，BD是一个上端带有小孔的挡板，现有一个质量为m，电荷量大小为q的带电粒子以水平速度v贴近AB边射入匀强电场，且做直线运动，通过小孔射入电磁场（△BCD区域），粒子恰好能以最大的圆周半径偏转并打到B D板上，AB、ED两极板间电势差为U，重力加速度为g．
1. （1）试判断电场方向及BD的长度d；
2. （2）求磁感应强度．
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6. (2016·江苏模拟)
如图所示，在坐标系 $\text{[math]}$ 的第一象限内存在一匀强磁场 $\text{[math]}$ （大小未知），磁场方向垂直于 $\text{[math]}$ 平面向里；第四象限内有沿 $\text{[math]}$ 轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E，一带电量为 $\text{[math]}$ 、质量为 $\text{[math]}$ 的粒子，自 $\text{[math]}$ 轴的P点沿 $\text{[math]}$ 轴正方向射入第四象限，经 $\text{[math]}$ 轴上的Q点进入第一象限，已知 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，不计粒子重力。
1. （1）求粒子过Q点时速度的大小和方向。
2. （2）若粒子以垂直 $\text{[math]}$ 轴的方向进入第二象限，求 $\text{[math]}$ 为多大。
3. （3）若第三象限存在一与 $\text{[math]}$ 轴相切与M点的圆形区域磁场 $\text{[math]}$ （大小未知），一段时间后，带电粒子经过M点，且从圆形磁场水平射出，再次经过P点，求该粒子在圆形磁场中经过的时间。
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7. (2016·江苏模拟)
以竖直向上为 $\text{[math]}$ 轴正方向的平面直角系 $\text{[math]}$ ，如图所示，在第一、四象限内存在沿 $\text{[math]}$ 轴负方向的匀强电场 $\text{[math]}$ ，在第二、三象限内存在着沿 $\text{[math]}$ 轴正方向的匀强电场 $\text{[math]}$ 和垂直于 $\text{[math]}$ 平面向外的匀强磁场，现有一质量为 $\text{[math]}$ 、电荷量为 $\text{[math]}$ 的带正电小球从坐标原点O以初速度 $\text{[math]}$ 沿与 $\text{[math]}$ 轴正方向成 45° 角的方向射出，已知两电场的电场强度 $\text{[math]}$ ，磁场的磁感应强度为B，重力加速度为 $\text{[math]}$ 。
1. （1）求小球离开O点后第一次经过 $\text{[math]}$ 轴所用的时间；
2. （2）求小球离开O点后第三次经过 $\text{[math]}$ 轴的坐标；
3. （3）若小球从O点以某一初速度沿与 $\text{[math]}$ 轴正方向成 $\text{[math]}$ 角的方向射出且能再次回到O点，则该初速度的大小为多少?
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8.
使用回旋加速器的实验需要把离子束从加速器中引出，离子束引出的方法有磁屏蔽通道法和静电偏转法等。质量为m，速度为v的离子在回旋加速器内旋转，旋转轨道时半径为r的圆，圆心在O点，轨道在垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度为B。为引出离子束，使用磁屏蔽通道法设计引出器。引出器原理如图所示，一堆圆弧形金属板组成弧形引出通道，通道的圆心位于O'点（O' 点图中未画出）。引出离子时，令引出通道内磁场的磁感应强度降低，从而使离子从P点进入通道，沿通道中心线从Q点射出。已知OQ长度为L。OQ与OP的夹角为θ，
1. （1）求离子的电荷量q并判断其正负；
2. （2）离子从P点进入，Q点射出，通道内匀强磁场的磁感应强度应降为B'，求B'；
3. （3）换用静电偏转法引出离子束，维持通道内的原有磁感应强度B不变，在内外金属板间加直流电压，两板间产生径向电场，忽略边缘效应。为使离子仍从P点进入，Q点射出，求通道内引出轨迹处电场强度E 的方向和大小。
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