2021年高考物理一輪復習考點全攻關專題（64）高熱考點強化練帶電粒子在復合場中的運動（原卷版）一、選擇題：（本題共2小題，每小題6分，滿分12分。在每小題給出的四個選項中，有的只有一項符合題目要求，有的有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯或不答的得0分。)1．如圖1所示，豎直平面內存在水平方向的勻強電場，電場強度為E，同時存在垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度為B，紙面內放置一光滑的絕緣細桿，與水平方向成θ＝45°角．質量為m、帶電荷量為q的金屬小環套在細桿上，以初速度v0沿著細桿向下運動，小環離開細桿后，恰好做直線運動，重力加速度為g，則以下說法正確的是()圖1A．小球可能帶負電B．電場方向可能水平向右C．小球的初速度v0＝eq\f(\r(2)mg,qB)D．小球離開細桿時的速度v＝eq\f(E,B)(多選)如圖2所示，正方形abcd區域內有垂直于紙面向里的勻強磁場，O點是cd邊的中點，一個帶正電的粒子(重力忽略不計)若從O點沿紙面以垂直于cd邊的速度射入正方形內，經過時間t0剛好從c點射出磁場．現設法使該帶電粒子從O點沿紙面以與Od成30°角的方向(如圖中虛線所示)，以各種不同的速率射入正方形內，那么下列說法中正確的是()圖2A．該帶電粒子不可能剛好從正方形的某個頂點射出磁場B．若該帶電粒子從ab邊射出磁場，它在磁場中經歷的時間可能是eq\f(2,3)t0C．若該帶電粒子從bc邊射出磁場，它在磁場中經歷的時間可能是t0D．若該帶電粒子從bc邊射出磁場，它在磁場中經歷的時間可能是eq\f(5,3)t0二、非選擇題（本題共6小題，滿分88分）3.(12分)如圖3所示，平面直角坐標系xOy中，第Ⅰ象限存在沿y軸負方向的勻強電場，第Ⅳ象限在x軸與y＝－d之間的區域內存在垂直于平面向外的勻強磁場．一質量為m、電荷量為q(q>0)的帶電粒子以初速度v0從y軸上P(0，h)點沿x軸正方向開始運動，經過電場后從x軸上的點Q(eq\f(2\r(3),3)h,0)進入磁場，粒子恰能從磁場的下邊界離開磁場．不計粒子重力．求：圖3(1)粒子在Q點速度的大小vQ和與x軸正方向的夾角θ；(2)勻強磁場磁感應強度大小B.4.(12分)如圖4所示，位于第一象限內半徑為R的圓形磁場與兩坐標軸分別相切于P、Q兩點，磁場方向垂直紙面向外，磁感應強度大小為B，第四象限內存在沿y軸正方向的勻強電場，電場強度大小為E.Q點有一粒子源，可在xOy平面內向各個方向發射速率均為v的帶正電粒子，其中沿x軸正方向射入磁場的粒子恰好從P點射出磁場．不計重力及粒子之間的相互作用．圖4(1)求帶電粒子的比荷eq\f(q,m)；(2)若AQ弧長等于六分之一圓弧，求從磁場邊界上A點射出的粒子，由Q點至第2次穿出磁場所經歷的時間．5．(12分)如圖5所示，豎直平面xOy，其x軸水平，在整個平面內存在沿x軸正方向的勻強電場E，在第三象限內有垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度大小為B＝0.2T．現有一比荷為eq\f(q,m)＝25C/kg的帶電微粒，從第三象限內某點以速度v0向坐標原點O做直線運動，v0與x軸之間的夾角為θ＝45°，取重力加速度g＝10m/s2.求：圖5(1)微粒的電性及速度v0的大小；(2)帶電微粒在第一象限內運動時所到達的最高點的坐標．6．（16分）(2020·河南九師聯盟質檢)如圖6所示，豎直平面內有一直角坐標系xOy，x軸沿水平方向．第二、三象限有垂直于坐標平面向里的勻強磁場，與x軸成θ＝30°角的絕緣細桿固定在二、三象限；第四象限同時存在著豎直向上的勻強電場和垂直于坐標平面向里、磁感應強度大小為B的勻強磁場，一質量為m、電荷量為q的帶電小球a(可視為質點)穿在細桿上沿細桿勻速下滑，在N點脫離細桿后恰能沿圓周軌道運動到x軸上的A點，且速度方向垂直于x軸．已知A點到坐標原點O的距離為eq\f(3,2)l，小球a與絕緣細桿的動摩擦因數μ＝eq\f(\r(3),4)；eq\f(qB,m)＝eq\r(\f(5πg,6l))，重力加速度為g，空氣阻力忽略不計．求：圖6(1)帶電小球的電性及電場強度的大小E；(2)第二、三象限里的磁場的磁感應強度大小B1；(3)當帶電小球a剛離開N點時，從y軸正半軸距原點O為h＝eq\f(20πl,3)的P點(圖中未畫出)以某一初速度水平向右平拋一個不帶電的絕緣小球b(可視為質點)，b球剛好在運動到x軸時與向上運動的a球相碰，則b球的初速度為多大？（18分）如圖7，真空室內存在勻強磁場，磁場方向垂直于紙面向里，磁感應強度的大小B＝0.60T．磁場內有一塊平面感光板ab，板面與磁場方向平行．在距ab為l＝16cm處，有一個點狀的α粒子放射源S，它向各個方向發射α粒子，α粒子的速率都是v＝3.0×106m/s.已知α粒子的電荷量與質量之比eq\f(q,m)＝5.0×107C/kg.現只考慮在紙面內運動的α粒子，求ab板上被α粒子打中區域的長度．圖7（18分）如圖8所示，在一個圓形區域內，兩個方向相反且都垂直于紙面的勻強磁場分布在以直徑A2A4為邊界的兩個半圓形區域Ⅰ和Ⅱ中，直徑A2A4與直徑A1A3之間的夾角為α＝60°.一質量為m、電荷量為q的帶正電粒子以某一速度從Ⅰ區的邊緣點A1處沿與A1A3成β＝30°角的方向射入磁場