高考物理帶電粒子在復(fù)合場中的運動專項訓(xùn)練及答案含解析(編輯修改稿)
2025-04-02 21:10 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 環(huán)形區(qū)域（I區(qū)）和小圓內(nèi)部（II區(qū)）均存在垂直圓面向里的勻強磁場．間距為d的兩平行金屬極板間有一勻強電場，上極板開有一小孔．一質(zhì)量為m，電最為+q的粒子由小孔下處靜止釋放，加速后粒子以豎直向上的速度v射出電場，由H點緊靠大圓內(nèi)側(cè)射入磁場，不計粒子的重力．（1）求極板間電場強度的大小E；（2）若I區(qū)、II區(qū)磁感應(yīng)強度的大小分別為、粒子運動一段時間t后再次經(jīng)過H點，試求出這段時間t；：（3）如圖2所示，若將大圓的直徑縮小為，調(diào)節(jié)磁感應(yīng)強度為B0（大小未知），并將小圓中的磁場改為勻強電場，其方向與水平方向夾角成角，粒子仍由H點緊靠大圓內(nèi)側(cè)射入磁場，為使粒子恰好從內(nèi)圓的最高點A處進入偏轉(zhuǎn)電場，且粒子在電場中運動的時間最長，求I區(qū)磁感應(yīng)強度B0的大小和II區(qū)電場的場強E0的大小?【來源】【全國百強校】天津市新華中學(xué)2019屆高三高考模擬物理試題【答案】（1）（2）（3）；【解析】【詳解】解：(1)粒子在電場中運動，由動能定理可得：解得：(2)粒子在I區(qū)中，由牛頓第二定律可得：其中， 粒子在II區(qū)中，由牛頓第二定律可得：其中， ，由幾何關(guān)系可得：解得：(3)由幾何關(guān)系可知：解得：由牛頓第二定律可得：解得：解得：，則粒子速度方向與電場垂直解得：8．如圖所示，在豎直平面內(nèi)的xoy直角坐標(biāo)系中，x軸上方存在正交的勻強電場和勻強磁場，電場強度E1，方向沿y軸向上，磁感應(yīng)強度B，方向垂直紙面向里．x軸下方存在方向沿y軸向上的勻強電場（圖中未畫出），場強為E2．質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球（可視為質(zhì)點），從y軸上的A點以速度大小v0沿x軸正方向拋出，經(jīng)x軸上的P點后與x軸正向成45176。進入x軸上方恰能做勻速圓周運動．O、P兩點間距離與O、A兩點間距離滿足以下關(guān)系， ，重力加速度為g，以上物理量中m、q、v0、g為已知量，其余量大小未知．(1)電場強度E1與E2的比值(2)若小球可多次（大于兩次）通過P點，則磁感應(yīng)強度B為多大？(3)若小球可恰好兩次通過P點，則磁感應(yīng)強度B為多大？小球兩次通過P點時間間隔為多少？【來源】安徽省黃山市2019屆高中畢業(yè)班第二次質(zhì)量檢測高三理綜物理試題【答案】（1）；（2） ；（3） （n=1，2，3……..）； （n=1，2，3……..）【解析】【分析】【詳解】解：(1)小球在x軸上方勻速圓周，可得： 小球從A到P的過程做內(nèi)平拋運動： 結(jié)合：可得：由牛頓第三定律可得： 解得： 故： (2) 小球第一次通過P點時與x軸正向成，可知小球在P點時則有：故P點時的速度： 由類平拋的位移公式可得： 小球多次經(jīng)過P點，軌跡如圖甲所示，小球在磁場中運動個周期后，到達x軸上的Q點，P、Q關(guān)于原點O對稱，之后回到A并不斷重復(fù)這一過程，從而多次經(jīng)過P點設(shè)小球在磁場中圓周運動的半徑為R，由幾何關(guān)系可得： 又由：聯(lián)立解得： (3)小球恰能兩次經(jīng)過P點，軌跡如圖乙所示在x軸上方，小球在磁場中的運動周期：在x軸下方，小球的運動時間：由規(guī)律可知，小球恰能兩次經(jīng)過P點滿足的幾何關(guān)系為： （n=1，2，3……..）解得： （n=1，2，3……..）兩次通過P點的時間間隔為： （n=1，2，3……..）解得： （n=1，2，3……..）9．如圖所示，空間有相互平行、相距和寬度也都為L的I、II兩區(qū)域，I、II區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強磁場，I區(qū)域磁場向內(nèi)、磁感應(yīng)強度為，II區(qū)域磁場向外，大小待定?，F(xiàn)有一質(zhì)量為，電荷量為的帶電粒子，從圖中所示的一加速電場中的MN板附近由靜止釋放被加速，粒子經(jīng)電場加速后平行紙面與I區(qū)磁場邊界成45176。角進入磁場，然后又從I區(qū)右邊界成45176。角射出。(1)求加速電場兩極板間電勢差；(2)若II區(qū)磁感應(yīng)強度也是時，則粒子經(jīng)過I區(qū)的最高點和經(jīng)過II區(qū)的最低點之間的高度差是多少？(3)為使粒子能返回I區(qū)，II區(qū)的磁感應(yīng)強度應(yīng)滿足什么條件？并求出粒子從左側(cè)進入I區(qū)到從左側(cè)射出I區(qū)需要的最長時間?！緛碓础亢幽鲜∧详栔袑W(xué)2019屆高三下學(xué)期第十七次考試理綜物理試題【答案】(1) (2) (3)，【解析】【詳解】(1)畫出粒子在磁場中運動的示意圖，如圖所示：粒子在加速電場中根據(jù)動能定理可得粒子在I區(qū)域做圓周運動，根據(jù)洛倫茲力提供向心力可得根據(jù)幾何關(guān)系可得：聯(lián)立可得加速電場兩極板間電勢差(2)粒子在II區(qū)域運動的半徑與I區(qū)域相同，高度差由圖中幾何關(guān)系可得：可得：(3)畫出粒子剛好從II區(qū)域右邊界穿出磁場的臨界狀態(tài)，即軌跡圓與右邊界相切的情況．根據(jù)幾何關(guān)系可得，解得可知當(dāng)時，粒子在II區(qū)域中運動的時間最長，即粒子從左側(cè)進入Ⅰ區(qū)到從左側(cè)射出Ⅰ區(qū)的時間最長粒子兩次在I區(qū)域運動的時間為粒子兩次在磁場之間的時間為粒子在II區(qū)域運動的時間總時間10．如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系中，AO是∠xOy的角平分線，x軸上方存在水平向左的勻強電場，下方存在豎直向上的勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁場，兩電場的電場強度大小相等．一質(zhì)量為m、電荷量為＋q的質(zhì)點從OA上的M點由靜止釋放，質(zhì)點恰能沿AO運動且通過O點，經(jīng)偏轉(zhuǎn)后從x軸上的C點（圖中未畫出）進入第一象限內(nèi)并擊中AO上的D點（圖中未畫出）．已知OM的長度m，勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為B＝ (T)，重力加速度g取10m/s2．求：(1)兩勻強電場的電場強度E的大小；(2)OC的長度L2；(3)質(zhì)點從M點出發(fā)到擊中D點所經(jīng)歷的時間t．【來源】2018《單元滾動檢測卷》高考物理（四川專用)精練第九章物理試卷【答案】(1) (2)40m (3) s【解析】
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