2020年高考物理二轮复习精品考点专题07 带电粒子在复合场中的运动(高考押题)(原卷版)

1、 高考押题专练1如图 1 所示，空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的水平匀强磁场在该区域中，有一个竖直放置的光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球o 点为圆环的圆心，a、b、c、d 为圆环上的四个点 ，a 点为最高点，c 点为最低点，b、o、d 三点在同一水平线上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()图 1a小球能越过 d 点并继续沿环向上运动b当小球运动到 d 点时，不受洛伦兹力c小球从 d 点运动到 b 点的过程中，重力势能减小，电势能减小d小球从 b 点运动到 c 点的过程中，经过弧 bc 中点时速度最大2.如图 4 所示，水平放

2、置的平行板电容器两极板间距为d，带负电的微粒质量为 m、带电荷量为 q，它从上极板的边缘以初速度 v 射入，沿直线从下极板 n 的边缘射出，已知重力加速度为 g，则()0图 4a.微粒的加速度不为零b.微粒的电势能减少了 mgdmgdqc.两极板的电势差为d.m 板的电势高于 n 板的电势3.空间存在平行于 x 轴方向的静电场，其电势 随 x 的分布如图 5 所示。一质量为m、电荷量为q 的带电的粒子从坐标原点 o 由静止开始，仅在电场力作用下沿 x 轴正方向运动。则下列说法正确的是()图 5a.该粒子带正电荷b.空间存在的静电场场强 e 是沿 x 轴正方向均匀减小的 c.该粒子从原点 o 运

3、动到 x 过程中电势能是减小的0q2md.该粒子运动在 x 点的速度是004.(2019江苏省泰州中学检测)如图 6 所示，一带电小球固定在光滑水平面上的o 点，虚线 a、b、c、d是带电小球激发电场的四条等距离的等势线，一个带电小滑块从等势线d 上的 1 处以水平初速度 v 运动，0结果形成了实线所示的小滑块运动轨迹。1、2、3、4、5 是等势线与小滑块运动轨迹的一些交点。由此可以判定()图 6a.固定小球与小滑块带异种电荷b.在整个运动过程中小滑块具有的动能与电势能之和保持不变c.在整个过程中小滑块的加速度先增大后减小d.小滑块从位置 3 到 4 和从位置 4 到 5 的过程中，电场力做功

4、的大小关系是w w34455.如图 7 甲所示，q 、q 是两个固定的点电荷，一带负电的试探电荷仅在电场力作用下以初速度v 沿120两点电荷连线的中垂线从 a 点向上运动，其 vt 图象如图乙所示，t 轴上 t 、t 两点关于 t 对称，下列说法132正确的是()图 7a.两点电荷一定都带负电，但电荷量不一定相等b.两点电荷一定都带负电，且电荷量一定相等c.t 、t 两时刻试探电荷在同一位置13d.t 时刻试探电荷的电势能最大26 如图 2 所示，在 xoy 平面内，第象限内的直线 om 是电场与磁场的边界，om 与 x 轴负方向成45角在 x0 且 om 的左侧空间存在着沿 x 轴负方向的匀

5、强电场，场强大小为 e50 n/c，在 yd 的某区域加上左边界与 y 轴平行且垂直纸面的匀强磁场 b (图上未画出)，为了使粒子能1272垂直穿过 x 轴上的 q 点，q 点坐标为( d,0)求：图 1(1)磁感应强度 b 的大小与方向；1(2)磁感应强度 b 的大小与方向；2(3)粒子从坐标原点 o 运动到 q 点所用的时间 t.10如图 2 所示，x 轴上方有竖直向下的匀强电场，x 轴下方有垂直纸面向外的匀强磁场矩形 oacd的边长分别为 h 和 2h，一个带正电的粒子，质量为 m，电荷量为 q，以平行于 x 轴的某一初速度从 a 点射出，经 t 时间粒子从 d 点进入磁场，再经过一段时

6、间后粒子又一次经过a 点(粒子重力忽略不计)求：0 图 2(1)电场强度 e 的大小；(2)磁感应强度 b 的大小；(3)若仅改变粒子初速度的大小，求粒子以最短时间由a 运动到 c 所需的初速度大小 v .x11.如图 1 所示，真空中的矩形 abcd 区域内存在竖直向下的匀强电场，半径为 r 的圆形区域内同时存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为b，圆形边界分别相切于 ad、bc 边的中点 e、f.一带电粒子以初速度 v 沿着 ef 方向射入该区域后能做直线运动；当撤去磁场并保留电场，粒子以相同的初速度沿着ef 方向043射入恰能从 c 点飞离该区域.已知 adbc 3r，忽略粒子的重力

7、.求：图 1(1)带电粒子的比荷；(2)若撤去电场保留磁场，粒子离开矩形区域时的位置.12.如图 2 所示，在直角坐标系 xoy 的第象限内有沿 y 轴负向的匀强电场，电场强度为 e，第象限内有垂直纸面向外的匀强磁场.一个质量为 m、电荷量为q 的粒子从 y 轴上的 p 点沿 x 轴正向进入电场，粒子从 x 轴上的 q 点进入磁场.已知 q 点的坐标为(l,0)，不计粒子的重力及粒子间的相互作用.图 2(1)若粒子在 q 点的速度方向与 x 轴正方向成 30角，求 p、q 两点间的电势差；(2)若从 y 轴正半轴各点依次向 x 轴正向发射质量为 m、电荷量为q 的速度大小适当的粒子，它们经过电

8、场偏转后都通过 q 点进入磁场，其中某个粒子 a 到达 q 点的速度最小.粒子 a 经过磁场偏转后恰好垂直 y轴射出了磁场.求匀强磁场的磁感应强度的大小.13.如图 3 所示，在竖直平面内，水平 x 轴的上方和下方分别存在方向垂直纸面向外和方向垂直纸面向里的匀强磁场，其中 x 轴上方的匀强磁场磁感应强度大小为 b ，并且在第一象限和第二象限有方向相反，1 强弱相同的平行于 x 轴的匀强电场，电场强度大小为 e .已知一质量为 m 的带电小球从 y 轴上的 a(0，l)位1置斜向下与 y 轴负半轴成 60角射入第一象限，恰能做匀速直线运动.图 3(1)判定带电小球的电性，并求出所带电荷量q 及入

9、射的速度大小；(2)为使得带电小球在 x 轴下方的磁场中能做匀速圆周运动，需要在x 轴下方空间加一匀强电场，试求所加匀强电场的方向和电场强度的大小；(3)在满足第(2)问的基础上，若在 x 轴上安装有一绝缘弹性薄板，并且调节x 轴下方的磁场强弱，使带电小球恰好与绝缘弹性板碰撞两次后从 x 轴上的某一位置返回到 x 轴的上方(带电小球与弹性板碰撞时，既无电荷转移，也无能量损失，并且入射方向和反射方向的关系类似光的反射)，然后恰能匀速直线运动至 y轴上的 a(0，l)位置，求：弹性板的最小长度及带电小球从a 位置出发返回至 a 位置过程中所经历的时间.14.如图 4 所示，在平行板电容器的两板之间

10、，存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁感应强度b 10.40 t，方向垂直纸面向里，电场强度e2.010 v/m，pq 为板间中线.紧靠平行板右侧边缘 xoy 坐标系的5第一象限内，有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度b 0.25 t，磁场边界 ao 和 y 轴夹角aoy45.2一束带电荷量 q8.010 c 的同位素(电荷数相同，质量数不同)正离子从 p 点射入平行板间，沿中线 pq19做直线运动，穿出平行板后从 y 轴上坐标为(0,0.2 m)的 q 点垂直 y 轴射入磁场区域，离子通过 x 轴时的速度方向与 x 轴正方向夹角在 4590之间，不计离子重力，求：图 4(1)离子运动的速度为

11、多大？(2)求离子的质量范围；(3)若只改变 aoy 区域内磁场的磁感应强度大小，使离子都不能打到 x 轴上，磁感应强度 b 大小应满足2什么条件？(计算结果保留两位有效数字)15.如图 5 所示，在竖直平面内直线 ab 与竖直方向成 30角，ab 左侧有匀强电场，右侧有垂直纸面向外的匀强磁场.一质量为 m、电量为 q 的带负电的粒子，从 p 点以初速度 v 竖直向下射入电场，粒子首次回0到边界 ab 时，经过q 点且速度大小不变，已知p、q 间距为 l，之后粒子能够再次通过p 点，(粒子重力不计)求： 图 5(1)匀强电场场强的大小和方向；(2)匀强磁场磁感应强度的可能值.16.如图 6(a

12、)所示，在竖直平面内建立直角坐标系 xoy，整个空间内都存在垂直坐标平面向外的匀强磁场和水平向右的匀强电场，匀强电场的方向与x 轴正方向夹角为 45.已知带电粒子质量为 m、电量为q，mgq磁感应强度大小为 b，电场强度大小 e ，重力加速度为 g.图 6(1)若粒子在 xoy 平面内做匀速直线运动，求粒子的速度 v ；0(2)t0 时刻的电场和磁场方向如图(a)所示，若电场强度和磁感应强度的大小均不变，而方向随时间周t2期性的改变，如图(b)所示.将该粒子从原点o 由静止释放，在 0 时间内的运动轨迹如图(c)虚线omn 所示，m 点为轨迹距 y 轴的最远点，m 距 y 轴的距离为 d.已知

13、在曲线上某一点能找到一个和它内切的半径最大的圆，物体经过此点时，相当于以此圆的半径在做圆周运动，这个圆的半径就定义为曲线上这点的曲率半径.求：粒子经过 m 点时曲率半径 ；在图中画出粒子从 n 点回到 o 点的轨迹.17如图所示，坐标系xoy 在竖直平面内，x 轴沿水平方向x0 的区域有垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为 b ；第三象限同时存在着垂直于坐标平面向外的匀强磁场和竖直向上的匀强电场，1磁感应强度大小为 b ，电场强度大小为 e.x0 的区域固定一与 x 轴成 30角的绝缘细杆一穿在细杆上2的带电小球 a 沿细杆匀速滑下，从 n 点恰能沿圆周轨道运动到 x 轴上的 q 点

14、，且速度方向垂直于 x 轴已 321，b e 5.空气阻力忽略不计，求：知 q 点到坐标原点 o 的距离为 l，重力加速度为 g，b 7e10gl6gl12qm(1)带电小球 a 的电性及其比荷 ；(2)带电小球 a 与绝缘细杆的动摩擦因数 ；20l(3)当带电小球 a 刚离开 n 点时，从 y 轴正半轴距原点 o 为 h的 p 点(图中未画出)以某一初速度平3抛一个不带电的绝缘小球 b，b 球刚好运动到 x 轴与向上运动的 a 球相碰，则 b 球的初速度为多大？18如图所示，a、b 间存在与竖直方向成 45斜向上的匀强电场 e ，b、c 间存在竖直向上的匀强电场1e ，a、b 的间距为 1.

15、25 m，b、c 的间距为 3 m，c 为荧光屏一质量m1.010 kg，电荷量q1.01032c 的带电粒子由 a 点静止释放，恰好沿水平方向经过 b 点到达荧光屏上的 o 点若在 b、c 间再加方向2垂直于纸面向外且大小b0.1 t的匀强磁场，粒子经b点偏转到达荧光屏的o点(图中未画出)取g10 m/s .2求：(1)e 的大小；1(2)加上磁场后，粒子由 b 点到 o点电势能的变化量19如图所示，空间内有方向垂直纸面(竖直面)向里的有界匀强磁场区域、，磁感应强度大小未知区域内有竖直向上的匀强电场，区域内有水平向右的匀强电场，两区域内的电场强度大小相等现有一质量 m0.01 kg、电荷量q

16、0.01 c 的带正电滑块从区域左侧与边界 mn 相距 l2 m 的 a 点以 v 5 m/s0的初速度沿粗糙、绝缘的水平面向右运动，进入区域后，滑块立即在竖直平面内做匀速圆周运动，在区域内运动一段时间后离开磁场落回 a 点已知滑块与水平面间的动摩擦因数 0.225，重力加速度 g10m/s .2 (1)求匀强电场的电场强度大小 e 和区域中磁场的磁感应强度大小b ；1(2)求滑块从 a 点出发到再次落回 a 点所经历的时间 t；(3)若滑块在 a 点以 v 9 m/s 的初速度沿水平面向右运动，当滑块进入区域后恰好能做匀速直线运0动，求有界磁场区域的宽度 d 及区域内磁场的磁感应强度大小 b

17、 .220如图所示，在坐标系y 轴右侧存在一宽度为 a、垂直纸面向外的有界匀强磁场，磁感应强度的大小为 b；在 y 轴左侧存在与 y 轴正方向成 45角的匀强电场一个粒子源能释放质量为m、电荷量为q 的粒子，粒子的初速度可以忽略粒子源在点p(a，a)时发出的粒子恰好垂直磁场边界 ef 射出；将粒子源沿直线 po 移动到 q 点时，所发出的粒子恰好不能从ef 射出不计粒子的重力及粒子间的相互作用力求：(1)匀强电场的电场强度大小；(2)粒子源在 q 点时，粒子从发射到第二次进入磁场的时间21如图所示，在边长为 l 的等边三角形内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为b，在 ac边界的左侧有与

18、 ac 边平行的匀强电场，d 是底边 ab 的中点质量为 m，电荷量为q 的带正电的粒子(不计重力)从 ab 边上的 d 点竖直向上射入磁场，恰好垂直打在 ac 边上(1)求粒子的速度大小；(2)粒子离开磁场后，经一段时间到达 ba 延长线上 n 点(图中没有标出)，已 知 nal，求匀强电场的电场强度22.如图 10 所示，在第二和第三象限的两个正方形区域内(包括外边界上)分别存在着两匀强磁场，磁感应强度的大小相等、方向相反，且都垂直于xoy 平面。某带电粒子质量为m，电荷量为q，每次均从p( dd，d)点沿 x 轴正方向射入磁场。当入射速度为 v 时，粒子从 p 点正下方 d， 处射出磁场，不计重力。02图 10(1)求磁感应强度的大小；(2)若入射速度为 5v 时，求粒子离开磁场的位置坐标；0(3)若粒子经过区域后从第四象限离开磁场，求粒子入射速度的范围。23.如图 11 所示，容器 a 中装有大量的质量不同、电荷量均为q 的粒子，粒子从容器下方的小孔 s1不断飘入加速电场(初速度可视为零)做直线运动，通过小孔 s 后从两平行板中央垂直电场方向射入偏转电场。2粒子通过平行板后垂直磁场方向进入磁感应强度为b、方向垂直纸面向里的水平匀强磁场区域，最后打在感光片上