2013年高考物理 模拟新题精选分类解析（第5期）专题19 带电粒子在复合场中的运动

1、2013年高考物理模 拟新题精选分类解析（第5期）专题19 带电粒子在复合场中的运动1（2013山东省滨州一中期末）如图所示，P、Q是两个电量相等的异种点电荷，其中P带正电，Q带负电，Q是P、Q连线的中点，MN是线段PQ的中垂线，PQ 与MN所在平面与纸面平行，有一磁场方向垂直于纸面，一电子以初速度v0仅在电场力与洛仑兹力的作用下沿直线MN运动，则 A磁场的方向垂直纸面向里 B电子速度先增大后减少 C电子做匀速直线运动 D该磁场为匀强磁场答案：AC2.（2013豫南联考）如图所示，ABC为竖直平面内的光滑绝缘轨道，其中AB为倾斜直轨道，BC为与AB相切的圆形轨道，并且圆形轨道处在匀强磁场中，磁

2、场方向垂直纸面向里。质量相同的甲、乙、丙三个小球中，甲球带正电、乙球带负电、丙球不带电。现将三个小球在轨道AB上分别从不同高度处由静止释放，都恰好通过圆形轨道的最高点，则 A经过最高点时，三个小球的速度相等 B经过最高点时，甲球的速度最小 C甲球的释放位置比乙球的高 D运动过程中三个小球的机械能均保持不变 答案：BD3(18分)（2013深圳市南山区期末）如图，左边矩形区域内，有场强为E0的竖直向下的匀强电场和磁感应强度为B0的垂直纸面向里的匀强磁场，电荷量为q、质量不同的带正电的粒子(不计重力)，沿图中左侧的水平中线射入，并水平穿过该区域，再垂直射入右边磁感应强度为B的匀强磁场区域，该区域磁

3、场边界为AA/、BB/,方向垂直纸面向外，左右宽为a，上下足够长。(1)求带电粒子速度的大小v；(2)如果带电粒子都能从AA/边界垂直进入后又返回到AA/边界，则带电粒子的质量在什么范围？(3)如果带电粒子能与BB/边界成600角射出磁场区域，则该带点粒子的质量是多少？(3)如果带电粒子都能与BB/成60°射出，如图，根据几何关系，则带电粒子在三角形区域中做匀速圆周运动最大的轨迹如图中所示（Q点与右上边相切）。由几何关系，有： （分）带电粒子在磁场中运动时，根据牛顿第二定律，有： （2分）联立得：（2分）4. (17分) （2013山东省聊城一中期末）静电喷漆技术具有效率高、质量好、

4、有益于健康等优点，其装置可简化如图。A、B为水平放置的间距d=0.9 m的两块足够大的平行金属板，两板间有方向由B指向A的匀强电场,电场强度为E=0.1 V/m。在A板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪P，油漆喷枪可向各个方向均匀地喷出初速度大小均为v0=8 m/s的油漆微粒，已知油漆微粒的质量均为m=1×10-5 kg、电荷量均为q=-1×10-3 C不计空气阻力，油漆微粒最后都能落在金属板B上。(1) 求由喷枪P喷出的油漆微粒到达B板的最短时间。(2) 求油漆微粒落在B板上所形成的图形面积。(3) 若让A、B两板间的电场反向，并在两板间加垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感

5、应强度，调节喷枪使油漆微粒只能在纸面内沿各个方向喷出，其它条件不变。试求B板被油漆微粒打中的区域的长度。 (3) 因为微粒在两板间满足qE=mg所以微粒做匀速圆周运动1分设轨道半径为R，由牛顿定律知Bqv0=m1分代入数据可得R=0.9 m1分分析可知水平向右喷出的微粒能打到B板的右侧最远点并设该点为M点，P点正下方对应点为O点，则lOM=R=0.9 m2分竖直向下喷出的微粒轨迹与B板相切于N点，此点为所能打到的B板左侧最远点，则lON=R=0.9 m1分所以B板被油漆微粒打中的区域的长度为L=lOM+lON=1.8 m1分5.如图所示为一种获得高能粒子的装置环形区域内存在垂直纸面向外、大小可

6、调的匀强磁场M、N为两块中心开有小孔的距离很近的极板，板间距离为d，每当带电粒子经过M、N板时，都会被加速，加速电压均为U；每当粒子飞离电场后，M、N板间的电势差立即变为零粒子在电场中一次次被加速，动能不断增大，而绕行半径R不变当t=0时，质量为m、电荷量为+q的粒子静止在M板小孔处（1）求粒子绕行n圈回到M板时的速度大小vn；（2）为使粒子始终保持在圆轨道上运动，磁场必须周期性递增，求粒子绕行第n圈时磁感应强度Bn的大小；（3）求粒子绕行n圈所需总时间t总 粒子在每一圈的运动过程中，包括在MN板间加速过程和在磁场中圆周运动过程。在MN板间经历n次加速过程中，因为电场力大小相同，故有：

7、0;即加速n次的总时间  6（20分）（2013广西四市联考模拟）如图所示，在xOy平面内，y轴左侧有一个方向竖直向下，水平宽度为m，电场强度E=1.0×l04 N/C的匀强电场。在y轴右侧有一个圆心位于x轴上，半径r=001 m的圆形磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度B= 001 T，坐标为x0= 0.04 m处有一垂直于x轴的面积足够大的竖直荧光屏PQ。今有一束带正电的粒子从电场左侧沿+x方向射入电场，穿过电场时恰好通过坐标原点，速度大小v= 2×l06m/s，方向与x轴成30°斜向下，若粒子的质量m=l0×l0-20kg，电荷量q

8、=1.0×10-10C，粒子的重力不计。试求： （1）粒子射入电场时位置的纵坐标和初速度大小； （2）粒子在圆形磁场中运动的时间； （3）若圆形磁场可沿x轴移动，圆心O在x轴上的移动范围为001，+），由于磁场位置的不同，导致该粒子打在荧光屏上的位置也不同，试求粒子打在荧光屏上的范围。CB×102mOBCBtan30°0.5×102m 所以粒子射入电场时位置的纵坐标为y0.5×102m 7（18分）（2013广东省四校联考）如图(a)所示，有两级光滑的绝缘平台，高一级平台距离绝缘板的中心的高度为h，低一级平台高度是高一级平台高度的一半绝缘板放在

9、水平地面上，板与地面间的动摩擦因数为，一轻质弹簧一端连接在绝缘板的中心，另一端固定在墙面上。边界左边存在着正交的匀强电场和变化的磁场，电场强度为，磁感应强度变化情况如图(b)所示，磁感应强度大小均为有一质量为m、带负电的小球从高一级平台左边缘以一定初速滑过平台后在t=0时刻垂直于边界进入复合场中，设小球刚进入复合场时磁场方向向外且为正值小球做圆周运动至点处恰好与绝缘板发生弹性碰撞，碰撞后小球立即垂直于边界返回并滑上低一级平台，绝缘板从C开始向右压缩弹簧的最大距离为到达D，求： 磁场变化的周期； 小球从高一级平台左边缘滑出的初速度v； 绝缘板的质量； 绝缘板压缩弹簧具有的弹性势能P设小球碰撞后的速度大小为V，绝缘板的速度大小为Vm。则题意可知，小球返回的半径r=，又根据r可得：8.（17分）（2013四川绵阳二诊）vAOBAxy如图所示的坐标系xOy中，x0，y0的区域内有沿x轴正方向的匀强电场，x0的区域内有垂直于xOy坐标平面向外的匀强磁场，x轴上A点坐标为（L，0），y轴上B点的坐标为（0，）。有一个带正电的粒子从A点以初速度vA沿y轴正方向射入匀强电场区域，经过B点进入匀强磁场区域，然后经x轴上的C点（图中未画出）运动到坐标原点O。不计重力。求：（1）粒子在B点的速度vB是多大？