2020年高考物理二輪復(fù)習(xí)精品考點(diǎn)專題07 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(高考押題)(原卷版)

1、 高考押題專練1如圖 1 所示，空間存在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)在該區(qū)域中，有一個(gè)豎直放置的光滑絕緣圓環(huán)，環(huán)上套有一個(gè)帶正電的小球o 點(diǎn)為圓環(huán)的圓心，a、b、c、d 為圓環(huán)上的四個(gè)點(diǎn) ，a 點(diǎn)為最高點(diǎn)，c 點(diǎn)為最低點(diǎn)，b、o、d 三點(diǎn)在同一水平線上已知小球所受電場(chǎng)力與重力大小相等現(xiàn)將小球從環(huán)的頂端 a 點(diǎn)由靜止釋放，下列判斷正確的是()圖 1a小球能越過 d 點(diǎn)并繼續(xù)沿環(huán)向上運(yùn)動(dòng)b當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到 d 點(diǎn)時(shí)，不受洛倫茲力c小球從 d 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到 b 點(diǎn)的過程中，重力勢(shì)能減小，電勢(shì)能減小d小球從 b 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到 c 點(diǎn)的過程中，經(jīng)過弧 bc 中點(diǎn)時(shí)速度最大2.如圖 4 所示，水平放

2、置的平行板電容器兩極板間距為d，帶負(fù)電的微粒質(zhì)量為 m、帶電荷量為 q，它從上極板的邊緣以初速度 v 射入，沿直線從下極板 n 的邊緣射出，已知重力加速度為 g，則()0圖 4a.微粒的加速度不為零b.微粒的電勢(shì)能減少了 mgdmgdqc.兩極板的電勢(shì)差為d.m 板的電勢(shì)高于 n 板的電勢(shì)3.空間存在平行于 x 軸方向的靜電場(chǎng)，其電勢(shì) 隨 x 的分布如圖 5 所示。一質(zhì)量為m、電荷量為q 的帶電的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn) o 由靜止開始，僅在電場(chǎng)力作用下沿 x 軸正方向運(yùn)動(dòng)。則下列說法正確的是()圖 5a.該粒子帶正電荷b.空間存在的靜電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng) e 是沿 x 軸正方向均勻減小的 c.該粒子從原點(diǎn) o 運(yùn)

3、動(dòng)到 x 過程中電勢(shì)能是減小的0q2md.該粒子運(yùn)動(dòng)在 x 點(diǎn)的速度是004.(2019江蘇省泰州中學(xué)檢測(cè))如圖 6 所示，一帶電小球固定在光滑水平面上的o 點(diǎn)，虛線 a、b、c、d是帶電小球激發(fā)電場(chǎng)的四條等距離的等勢(shì)線，一個(gè)帶電小滑塊從等勢(shì)線d 上的 1 處以水平初速度 v 運(yùn)動(dòng)，0結(jié)果形成了實(shí)線所示的小滑塊運(yùn)動(dòng)軌跡。1、2、3、4、5 是等勢(shì)線與小滑塊運(yùn)動(dòng)軌跡的一些交點(diǎn)。由此可以判定()圖 6a.固定小球與小滑塊帶異種電荷b.在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中小滑塊具有的動(dòng)能與電勢(shì)能之和保持不變c.在整個(gè)過程中小滑塊的加速度先增大后減小d.小滑塊從位置 3 到 4 和從位置 4 到 5 的過程中，電場(chǎng)力做功

4、的大小關(guān)系是w w34455.如圖 7 甲所示，q 、q 是兩個(gè)固定的點(diǎn)電荷，一帶負(fù)電的試探電荷僅在電場(chǎng)力作用下以初速度v 沿120兩點(diǎn)電荷連線的中垂線從 a 點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)，其 vt 圖象如圖乙所示，t 軸上 t 、t 兩點(diǎn)關(guān)于 t 對(duì)稱，下列說法132正確的是()圖 7a.兩點(diǎn)電荷一定都帶負(fù)電，但電荷量不一定相等b.兩點(diǎn)電荷一定都帶負(fù)電，且電荷量一定相等c.t 、t 兩時(shí)刻試探電荷在同一位置13d.t 時(shí)刻試探電荷的電勢(shì)能最大26 如圖 2 所示，在 xoy 平面內(nèi)，第象限內(nèi)的直線 om 是電場(chǎng)與磁場(chǎng)的邊界，om 與 x 軸負(fù)方向成45角在 x0 且 om 的左側(cè)空間存在著沿 x 軸負(fù)方向的勻

5、強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為 e50 n/c，在 yd 的某區(qū)域加上左邊界與 y 軸平行且垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng) b (圖上未畫出)，為了使粒子能1272垂直穿過 x 軸上的 q 點(diǎn)，q 點(diǎn)坐標(biāo)為( d,0)求：圖 1(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度 b 的大小與方向；1(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度 b 的大小與方向；2(3)粒子從坐標(biāo)原點(diǎn) o 運(yùn)動(dòng)到 q 點(diǎn)所用的時(shí)間 t.10如圖 2 所示，x 軸上方有豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，x 軸下方有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)矩形 oacd的邊長(zhǎng)分別為 h 和 2h，一個(gè)帶正電的粒子，質(zhì)量為 m，電荷量為 q，以平行于 x 軸的某一初速度從 a 點(diǎn)射出，經(jīng) t 時(shí)間粒子從 d 點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，再經(jīng)過一段時(shí)

6、間后粒子又一次經(jīng)過a 點(diǎn)(粒子重力忽略不計(jì))求：0 圖 2(1)電場(chǎng)強(qiáng)度 e 的大?。?2)磁感應(yīng)強(qiáng)度 b 的大??；(3)若僅改變粒子初速度的大小，求粒子以最短時(shí)間由a 運(yùn)動(dòng)到 c 所需的初速度大小 v .x11.如圖 1 所示，真空中的矩形 abcd 區(qū)域內(nèi)存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，半徑為 r 的圓形區(qū)域內(nèi)同時(shí)存在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為b，圓形邊界分別相切于 ad、bc 邊的中點(diǎn) e、f.一帶電粒子以初速度 v 沿著 ef 方向射入該區(qū)域后能做直線運(yùn)動(dòng)；當(dāng)撤去磁場(chǎng)并保留電場(chǎng)，粒子以相同的初速度沿著ef 方向043射入恰能從 c 點(diǎn)飛離該區(qū)域.已知 adbc 3r，忽略粒子的重力

7、.求：圖 1(1)帶電粒子的比荷；(2)若撤去電場(chǎng)保留磁場(chǎng)，粒子離開矩形區(qū)域時(shí)的位置.12.如圖 2 所示，在直角坐標(biāo)系 xoy 的第象限內(nèi)有沿 y 軸負(fù)向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為 e，第象限內(nèi)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng).一個(gè)質(zhì)量為 m、電荷量為q 的粒子從 y 軸上的 p 點(diǎn)沿 x 軸正向進(jìn)入電場(chǎng)，粒子從 x 軸上的 q 點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng).已知 q 點(diǎn)的坐標(biāo)為(l,0)，不計(jì)粒子的重力及粒子間的相互作用.圖 2(1)若粒子在 q 點(diǎn)的速度方向與 x 軸正方向成 30角，求 p、q 兩點(diǎn)間的電勢(shì)差；(2)若從 y 軸正半軸各點(diǎn)依次向 x 軸正向發(fā)射質(zhì)量為 m、電荷量為q 的速度大小適當(dāng)?shù)牧Ｗ?，它們?jīng)過電

8、場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后都通過 q 點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，其中某個(gè)粒子 a 到達(dá) q 點(diǎn)的速度最小.粒子 a 經(jīng)過磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后恰好垂直 y軸射出了磁場(chǎng).求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小.13.如圖 3 所示，在豎直平面內(nèi)，水平 x 軸的上方和下方分別存在方向垂直紙面向外和方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其中 x 軸上方的勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 b ，并且在第一象限和第二象限有方向相反，1 強(qiáng)弱相同的平行于 x 軸的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為 e .已知一質(zhì)量為 m 的帶電小球從 y 軸上的 a(0，l)位1置斜向下與 y 軸負(fù)半軸成 60角射入第一象限，恰能做勻速直線運(yùn)動(dòng).圖 3(1)判定帶電小球的電性，并求出所帶電荷量q 及入

9、射的速度大小；(2)為使得帶電小球在 x 軸下方的磁場(chǎng)中能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，需要在x 軸下方空間加一勻強(qiáng)電場(chǎng)，試求所加勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向和電場(chǎng)強(qiáng)度的大?。?3)在滿足第(2)問的基礎(chǔ)上，若在 x 軸上安裝有一絕緣彈性薄板，并且調(diào)節(jié)x 軸下方的磁場(chǎng)強(qiáng)弱，使帶電小球恰好與絕緣彈性板碰撞兩次后從 x 軸上的某一位置返回到 x 軸的上方(帶電小球與彈性板碰撞時(shí)，既無電荷轉(zhuǎn)移，也無能量損失，并且入射方向和反射方向的關(guān)系類似光的反射)，然后恰能勻速直線運(yùn)動(dòng)至 y軸上的 a(0，l)位置，求：彈性板的最小長(zhǎng)度及帶電小球從a 位置出發(fā)返回至 a 位置過程中所經(jīng)歷的時(shí)間.14.如圖 4 所示，在平行板電容器的兩板之間

10、，存在相互垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度b 10.40 t，方向垂直紙面向里，電場(chǎng)強(qiáng)度e2.010 v/m，pq 為板間中線.緊靠平行板右側(cè)邊緣 xoy 坐標(biāo)系的5第一象限內(nèi)，有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度b 0.25 t，磁場(chǎng)邊界 ao 和 y 軸夾角aoy45.2一束帶電荷量 q8.010 c 的同位素(電荷數(shù)相同，質(zhì)量數(shù)不同)正離子從 p 點(diǎn)射入平行板間，沿中線 pq19做直線運(yùn)動(dòng)，穿出平行板后從 y 軸上坐標(biāo)為(0,0.2 m)的 q 點(diǎn)垂直 y 軸射入磁場(chǎng)區(qū)域，離子通過 x 軸時(shí)的速度方向與 x 軸正方向夾角在 4590之間，不計(jì)離子重力，求：圖 4(1)離子運(yùn)動(dòng)的速度為

11、多大？(2)求離子的質(zhì)量范圍；(3)若只改變 aoy 區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，使離子都不能打到 x 軸上，磁感應(yīng)強(qiáng)度 b 大小應(yīng)滿足2什么條件？(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)15.如圖 5 所示，在豎直平面內(nèi)直線 ab 與豎直方向成 30角，ab 左側(cè)有勻強(qiáng)電場(chǎng)，右側(cè)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng).一質(zhì)量為 m、電量為 q 的帶負(fù)電的粒子，從 p 點(diǎn)以初速度 v 豎直向下射入電場(chǎng)，粒子首次回0到邊界 ab 時(shí)，經(jīng)過q 點(diǎn)且速度大小不變，已知p、q 間距為 l，之后粒子能夠再次通過p 點(diǎn)，(粒子重力不計(jì))求： 圖 5(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向；(2)勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的可能值.16.如圖 6(a

12、)所示，在豎直平面內(nèi)建立直角坐標(biāo)系 xoy，整個(gè)空間內(nèi)都存在垂直坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向與x 軸正方向夾角為 45.已知帶電粒子質(zhì)量為 m、電量為q，mgq磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 b，電場(chǎng)強(qiáng)度大小 e ，重力加速度為 g.圖 6(1)若粒子在 xoy 平面內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求粒子的速度 v ；0(2)t0 時(shí)刻的電場(chǎng)和磁場(chǎng)方向如圖(a)所示，若電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均不變，而方向隨時(shí)間周t2期性的改變，如圖(b)所示.將該粒子從原點(diǎn)o 由靜止釋放，在 0 時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖(c)虛線omn 所示，m 點(diǎn)為軌跡距 y 軸的最遠(yuǎn)點(diǎn)，m 距 y 軸的距離為 d.已知

13、在曲線上某一點(diǎn)能找到一個(gè)和它內(nèi)切的半徑最大的圓，物體經(jīng)過此點(diǎn)時(shí)，相當(dāng)于以此圓的半徑在做圓周運(yùn)動(dòng)，這個(gè)圓的半徑就定義為曲線上這點(diǎn)的曲率半徑.求：粒子經(jīng)過 m 點(diǎn)時(shí)曲率半徑 ；在圖中畫出粒子從 n 點(diǎn)回到 o 點(diǎn)的軌跡.17如圖所示，坐標(biāo)系xoy 在豎直平面內(nèi)，x 軸沿水平方向x0 的區(qū)域有垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 b ；第三象限同時(shí)存在著垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，1磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 b ，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為 e.x0 的區(qū)域固定一與 x 軸成 30角的絕緣細(xì)桿一穿在細(xì)桿上2的帶電小球 a 沿細(xì)桿勻速滑下，從 n 點(diǎn)恰能沿圓周軌道運(yùn)動(dòng)到 x 軸上的 q 點(diǎn)

14、，且速度方向垂直于 x 軸已 321，b e 5.空氣阻力忽略不計(jì)，求：知 q 點(diǎn)到坐標(biāo)原點(diǎn) o 的距離為 l，重力加速度為 g，b 7e10gl6gl12qm(1)帶電小球 a 的電性及其比荷 ；(2)帶電小球 a 與絕緣細(xì)桿的動(dòng)摩擦因數(shù) ；20l(3)當(dāng)帶電小球 a 剛離開 n 點(diǎn)時(shí)，從 y 軸正半軸距原點(diǎn) o 為 h的 p 點(diǎn)(圖中未畫出)以某一初速度平3拋一個(gè)不帶電的絕緣小球 b，b 球剛好運(yùn)動(dòng)到 x 軸與向上運(yùn)動(dòng)的 a 球相碰，則 b 球的初速度為多大？18如圖所示，a、b 間存在與豎直方向成 45斜向上的勻強(qiáng)電場(chǎng) e ，b、c 間存在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)1e ，a、b 的間距為 1.

15、25 m，b、c 的間距為 3 m，c 為熒光屏一質(zhì)量m1.010 kg，電荷量q1.01032c 的帶電粒子由 a 點(diǎn)靜止釋放，恰好沿水平方向經(jīng)過 b 點(diǎn)到達(dá)熒光屏上的 o 點(diǎn)若在 b、c 間再加方向2垂直于紙面向外且大小b0.1 t的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，粒子經(jīng)b點(diǎn)偏轉(zhuǎn)到達(dá)熒光屏的o點(diǎn)(圖中未畫出)取g10 m/s .2求：(1)e 的大小；1(2)加上磁場(chǎng)后，粒子由 b 點(diǎn)到 o點(diǎn)電勢(shì)能的變化量19如圖所示，空間內(nèi)有方向垂直紙面(豎直面)向里的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域、，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小未知區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，區(qū)域內(nèi)有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，兩區(qū)域內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等現(xiàn)有一質(zhì)量 m0.01 kg、電荷量q

16、0.01 c 的帶正電滑塊從區(qū)域左側(cè)與邊界 mn 相距 l2 m 的 a 點(diǎn)以 v 5 m/s0的初速度沿粗糙、絕緣的水平面向右運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入?yún)^(qū)域后，滑塊立即在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后離開磁場(chǎng)落回 a 點(diǎn)已知滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù) 0.225，重力加速度 g10m/s .2 (1)求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小 e 和區(qū)域中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小b ；1(2)求滑塊從 a 點(diǎn)出發(fā)到再次落回 a 點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間 t；(3)若滑塊在 a 點(diǎn)以 v 9 m/s 的初速度沿水平面向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)滑塊進(jìn)入?yún)^(qū)域后恰好能做勻速直線運(yùn)0動(dòng)，求有界磁場(chǎng)區(qū)域的寬度 d 及區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小 b

17、 .220如圖所示，在坐標(biāo)系y 軸右側(cè)存在一寬度為 a、垂直紙面向外的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為 b；在 y 軸左側(cè)存在與 y 軸正方向成 45角的勻強(qiáng)電場(chǎng)一個(gè)粒子源能釋放質(zhì)量為m、電荷量為q 的粒子，粒子的初速度可以忽略粒子源在點(diǎn)p(a，a)時(shí)發(fā)出的粒子恰好垂直磁場(chǎng)邊界 ef 射出；將粒子源沿直線 po 移動(dòng)到 q 點(diǎn)時(shí)，所發(fā)出的粒子恰好不能從ef 射出不計(jì)粒子的重力及粒子間的相互作用力求：(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小；(2)粒子源在 q 點(diǎn)時(shí)，粒子從發(fā)射到第二次進(jìn)入磁場(chǎng)的時(shí)間21如圖所示，在邊長(zhǎng)為 l 的等邊三角形內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b，在 ac邊界的左側(cè)有與

18、 ac 邊平行的勻強(qiáng)電場(chǎng)，d 是底邊 ab 的中點(diǎn)質(zhì)量為 m，電荷量為q 的帶正電的粒子(不計(jì)重力)從 ab 邊上的 d 點(diǎn)豎直向上射入磁場(chǎng)，恰好垂直打在 ac 邊上(1)求粒子的速度大??；(2)粒子離開磁場(chǎng)后，經(jīng)一段時(shí)間到達(dá) ba 延長(zhǎng)線上 n 點(diǎn)(圖中沒有標(biāo)出)，已 知 nal，求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度22.如圖 10 所示，在第二和第三象限的兩個(gè)正方形區(qū)域內(nèi)(包括外邊界上)分別存在著兩勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小相等、方向相反，且都垂直于xoy 平面。某帶電粒子質(zhì)量為m，電荷量為q，每次均從p( dd，d)點(diǎn)沿 x 軸正方向射入磁場(chǎng)。當(dāng)入射速度為 v 時(shí)，粒子從 p 點(diǎn)正下方 d， 處射出磁場(chǎng)，不計(jì)重力。02圖 10(1)求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大??；(2)若入射速度為 5v 時(shí)，求粒子離開磁場(chǎng)的位置坐標(biāo)；0(3)若粒子經(jīng)過區(qū)域后從第四象限離開磁場(chǎng)，求粒子入射速度的范圍。23.如圖 11 所示，容器 a 中裝有大量的質(zhì)量不同、電荷量均為q 的粒子，粒子從容器下方的小孔 s1不斷飄入加速電場(chǎng)(初速度可視為零)做直線運(yùn)動(dòng)，通過小孔 s 后從兩平行板中央垂直電場(chǎng)方向射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)。2粒子通過平行板后垂直磁場(chǎng)方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為b、方向垂直紙面向里的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，最后打在感光片上