高考物理高频考点《粒子在复合场中运动》试题强化练习（2018年最新版） - 高考物理题库

高考物理高频考点《粒子在复合场中运动》试题强化练习（2018年最新版）(八)

2018-03-18 09:05:23 来源:91考试网作者:www.91exam.org 【大中小】

1、计算题如图所示的坐标系，x轴沿水平方向，y轴沿竖直方向。在x轴上方空间的第二象限内，有一个竖直向下的匀强电场；在第三象限，存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直xOy平面（纸面）向里的匀强磁场；在第一、第四象限，存在着与x轴正方向夹角为30°的匀强电场，四个象限的电场强度大小均相等。一质量为m、电量为+q的带电质点，从y轴上y=h处的P1点以一定的水平初速度沿x轴负方向进入第二象限，然后经过x轴上x=－2h处的P2的进入第三象限，带电质点恰好能做匀速圆周运动，之后经过y轴上y=－2h处的P3点进入第四象限，已知重力加速为g。求：
（1）粒子到达P2点时速度的大小和方向；
（2）电场强度和磁感应强度的大小；
（3）带电质点在进入第四象限空间运动过程中离x轴最小距离。

参考答案：解：（1）设第三象限的电场强度大小为E，由粒子进入第三象限恰好能做匀速圆周运动知：

在第二象限，竖直方向加速度
∴水平方向，竖直方向
，
竖直方向

与x轴负向夹角θ，则

（2）进入第三象限重力和电场力抵消，磁场力提供向心力，
解得：，
（3）粒子进入第四象限竖直向下的力大小
竖直向下加速度大小
当粒子竖直向上的速度为0时，离x轴最近
即

∴粒子上升的最大高度
∴
∴离x轴最近的距离

本题解析：

本题难度：困难

2、计算题（18分）如图所示，圆心为原点、半径为R的圆将xOy平面分为两个区域，即圆内区域Ⅰ和圆外区域Ⅱ。区域Ⅰ内有方向垂直于xOy平面的匀强磁场B1。平行于x轴的荧光屏垂直于xOy平面，放置在坐标y＝-2．2R的位置。一束质量为m、电荷量为q、动能为E0的带正电粒子从坐标为（-R，0）的A点沿x正方向射入区域Ⅰ，当区域Ⅱ内无磁场时，粒子全部打在荧光屏上坐标为（0，-2．2R）的M点，且此时，若将荧光屏沿y轴负方向平移，粒子打在荧光屏上的位置不变。若在区域Ⅱ内加上方向垂直于xOy平面的匀强磁场B2，上述粒子仍从A点沿x轴正方向射入区域Ⅰ，则粒子全部打在荧光屏上坐标为（0.4R，-2．2R）的 N点。求：

（1）打在M点和N点的粒子运动速度v1、v2的大小。
（2）在区域Ⅰ和Ⅱ中磁感应强度B1、B2的大小和方向。
（3）若将区域Ⅱ中的磁场撤去，换成平行于x轴的匀强电场，仍从A点沿x轴正方向射入区域Ⅰ的粒子恰好也打在荧光屏上的N点，则电场的场强为多大？

参考答案：（1）（2），方向垂直xOy平面向外；，方向垂直xOy平面向里?（3）

本题解析：（1）粒子在磁场中运动时洛伦兹力不做功，打在M点和N点的粒子动能均为，速度大小相等，设为，由可得?（2分）
（2）如图所示，区域Ⅱ中无磁场时，将荧光屏沿y轴负方向平移，粒子打在荧光屏上的位置不变，说明粒子速度垂直荧光屏向下，所以粒子在区域Ⅰ中运动四分之一圆周后，从C点沿y轴负方向打在M点，轨迹圆心是O1点，半径为?（2分）

区域Ⅱ有磁场时，粒子轨迹圆心是O2点，半径为r2，由几何关系得?（2分）
解得?（1分）
由得?（1分）
故，方向垂直xOy平面向外。?（2分）
，方向垂直xOy平面向里。?（2分）
（3）区域Ⅱ中换成匀强电场后，粒子从C点进入电场做类平抛运动，则有
，?（2分）
?（2分）
解得场强?（2分）

本题难度：一般

3、选择题一个带电粒子穿过某一空间而未发生偏转，则下列说法中正确的是
A．此空间一定不存在磁场
B．此空间可能有磁场，方向与电子的速度方向平行
C．此空间可能有磁场，方向与电子的速度方向垂直
D．此空间可能有正交的匀强电场和匀强磁场，它们的方向均与电子的速度方向垂直

参考答案：BD

本题解析：

本题难度：一般

4、计算题在如图所示的直角坐标系中，x轴的上方有与x轴正方向成60°角的匀强电场，场强的大小为。x轴的下方有垂直于xOy面的匀强磁场，磁感应强度的大小为B＝2×10－2T。把一个比荷为q/m＝2×108C/kg的正电荷从坐标为（0，）的A点处由静止释放。电荷所受的重力忽略不计。求：
（1）电荷从释放到第一次进入磁场的速度；
（2）电荷第一次进磁场到离开磁场两点间的距离；
（3）电荷从开始释放到第一次出磁场的时间。