2023年高考物理预测题之带电粒子在复合场运动

试卷更新日期:2023-02-21 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
  • 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,abc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

二、多选题

  • 3.

    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 πm2qB ,MN和PQ间、PQ和EF间的距离均为L,O到A的竖直距离为 L2 ,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 mv022qL 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 2 L D、匀强磁场的磁感强强度为 2mv0qL
  • 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, 0 - T 3 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2v0 B、  B.末速度沿水平方向 C、C.重力势能减少了12mgd D、D.克服电场力做功为mgd

三、综合题

  • 5. 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)、试判断电场方向及BD的长度d;
    (2)、求磁感应强度.
  • 6.

    如图所示,在坐标系 xoy 的第一象限内存在一匀强磁场 B1 (大小未知),磁场方向垂直于 xoy 平面向里;第四象限内有沿 y 轴正方向的匀强电场,电场强度大小为E,一带电量为 +q 、质量为 m 的粒子,自 y 轴的P点沿 x 轴正方向射入第四象限,经 x 轴上的Q点进入第一象限,已知 OP=dOM=OQ=2d ,不计粒子重力。

    (1)、求粒子过Q点时速度的大小和方向。

    (2)、若粒子以垂直 y 轴的方向进入第二象限,求 B1 为多大。

    (3)、若第三象限存在一与 x 轴相切与M点的圆形区域磁场 B2 (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。

  • 7.

    以竖直向上为 y 轴正方向的平面直角系 xoy ,如图所示,在第一、四象限内存在沿 x 轴负方向的匀强电场 E1 ,在第二、三象限内存在着沿 y 轴正方向的匀强电场 E2 和垂直于 xoy 平面向外的匀强磁场,现有一质量为 m 、电荷量为 q 的带正电小球从坐标原点O以初速度 v0 沿与 x 轴正方向成 45° 角的方向射出,已知两电场的电场强度 E1=E2=mgq ,磁场的磁感应强度为B,重力加速度为 g

    (1)、求小球离开O点后第一次经过 y 轴所用的时间;

    (2)、求小球离开O点后第三次经过 y 轴的坐标;

    (3)、若小球从O点以某一初速度沿与 x 轴正方向成 1350 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?

  • 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)、求离子的电荷量q并判断其正负;

    (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)、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。