如图所示,在竖直平面内存在直角坐标系xoy,第二象限内存在沿y轴正方向的匀强电场,电场强度为E1,在第一象限内存在水平向右的匀强电场,电场强度为E2=0.375N/C,在第一象限内,y=4m处有水平绝缘平台PA,右端与半径为R=0.4m的光滑绝缘竖直半圆弧轨道ACD平滑连接,相切于A点,D为其最高点.质量为m1=2g、带正电q =0.1C的可视为质点的小球从x轴上某点Q以与x轴负半轴成60º、大小v0=10m/s的速度射入第二象限,恰好做匀速直线运动.现在第二象限内小球运动的某段路径上加上垂直于纸面向外的圆形边界的匀强磁场,磁感应强度B=0.2T,小球经过磁场区域后恰好水平向右运动,垂直于y轴从点P(0,4m)进入第一象限,恰好与静止放置在P点且可视为质点、质量m2=3g、不带电的绝缘小物块碰撞并粘合在一起沿PA方向运动,设碰撞过程中带电量不变,粘合体命名为小物块S.已知小物块S与平台的动摩擦因数μ=0.35,平台PA的长度L=1.0m,重力加速度g=10m/s2,sin37º=0.6,cos37º=0.8,不计空气阻力.求:(结果可用根号表示)
(1)电场强度E1的大小;
(2)小球在磁场中运动的半径r的大小和圆形磁场区域的最小面积;
(3)小物块S在圆弧轨道上的最大速度;小物块S能否达到D点,若不能,请说明理由,若能,请求出小物块S落到平台PA上的位置与A点的距离.
(1)电场强度E1的大小;
(2)小球在磁场中运动的半径r的大小和圆形磁场区域的最小面积;
(3)小物块S在圆弧轨道上的最大速度;小物块S能否达到D点,若不能,请说明理由,若能,请求出小物块S落到平台PA上的位置与A点的距离.
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四川省遂宁市2018届高三下学期第一次诊断考试理综物理试题(已下线)【高考必刷题】第三章 磁场 全章综合测试2020年浙江高考物理新突破考前冲刺卷(四)(已下线)2018-2020年四川省物理高考各地模拟试题分类(8)——磁场四川省成都市石室中学2023-2024学年高三下学期开学考试物理试题
更新时间:2018-04-06 12:03:06
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解答题
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困难
(0.15)
名校
【推荐1】质谱仪是利用电场和磁场分析带电粒子性质的仪器,某同学设计的一种质谱仪结构如图所示。一对平行金属板的板间距为
,板间电压为
,上极板带正电,右端紧挨着上板垂直放置一足够大的荧光屏
。两平行板间区域为Ⅰ,
区域为Ⅱ,
。两区域均分布有垂直纸面向里,磁感应强度为
的匀强磁场。以下问题中均不考虑带电粒子的重力和带电粒子之间的相互作用。
(1)某带电粒子沿两板间中线
射入后沿直线运动进入区域Ⅱ,恰好垂直
边界射出,判断带电粒子的电性,求出粒子的比荷以及粒子在区域Ⅱ中的运动时间;
(2)仅将(1)问中的粒子电性改变,而且将大量这样的粒子从两极板左端口从上到下均匀排列,沿平行极板方向源源不断地射入板间。求某时刻击中荧光屏的粒子个数与它们射入极板间时射入总数的比值;
(3)在(2)问中若屏上某点接收到粒子流形成的电流为Ⅰ,假设粒子击中屏后速度变为零,求粒子对屏的平均撞击力大小。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5c02bc0c74292b1e8f395f90935d3174.png)
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(1)某带电粒子沿两板间中线
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(2)仅将(1)问中的粒子电性改变,而且将大量这样的粒子从两极板左端口从上到下均匀排列,沿平行极板方向源源不断地射入板间。求某时刻击中荧光屏的粒子个数与它们射入极板间时射入总数的比值;
(3)在(2)问中若屏上某点接收到粒子流形成的电流为Ⅰ,假设粒子击中屏后速度变为零,求粒子对屏的平均撞击力大小。
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困难
(0.15)
【推荐2】如图所示,直线边界上方有垂直纸面向外,磁感应强度为B的匀强磁场。质量为m、带电量为q(q>0)的粒子1在纸面内以速度v0,与边界的夹角
=30°从O点射入磁场。另一质量为m,带电量为-q的粒子2在纸面内以速度
,与边界的夹角
=60°也从O点射入磁场。已知粒子1和2同时进入磁场,不计粒子的重力及它们间的相互作用。求:
(1)粒子1在磁场中运动时,离磁场边界的最远距离;
(2)当粒子2从磁场边界飞出时,粒子1离磁场边界的距离;
(3)假设两粒子先后从O点射入磁场,刚好在磁场中某一点相遇,则粒子进入磁场的时间差是多少?
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(1)粒子1在磁场中运动时,离磁场边界的最远距离;
(2)当粒子2从磁场边界飞出时,粒子1离磁场边界的距离;
(3)假设两粒子先后从O点射入磁场,刚好在磁场中某一点相遇,则粒子进入磁场的时间差是多少?
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困难
(0.15)
名校
【推荐3】如图甲所示某创新小组设计的电子广告屏由电子枪、偏转磁场和四块荧光屏组成。四块荧光屏连接成正四棱柱
的四个竖直侧面(荧光屏间的连接处也能正常工作)。MN、PQ分别为侧面
和侧面
中的一条竖直线。为便于研究,以O为坐标原点,OC方向为x轴正方向,OA方向为y轴正方向,竖直向上为z轴正方向,建立空间直角坐标系。在AO的延长线上,与O点相距为d的S点是电子枪的出射孔,在SO的上侧区域内有沿x轴负方向,磁感应强度大小为
的匀强磁场,该磁场在:
平面内的分布情况如图乙所示。电子从P点无初速地飘入电子枪电场,经加速后从S孔垂直于SO方向射出,经SO上侧区域的磁场偏转后,恰好沿z轴负方向从O点进入正四棱柱内,打在荧光屏上某处,电子到达荧光屏上后立即被吸收。已知正四棱柱上下底面正方形的边长为a,棱柱高为
,电子质量为m,电量为e、不考虑电子间的相互作用及电子对磁场和电场分布的影响。
(1)求加速电场电压
的大小。
(2)若在四棱柱所在空间内只加一沿x轴正方向的匀强磁场
,磁感应强度
,求电子打在荧光屏上的位置坐标。
(3)若在四棱柱所在空间内只加一垂直于平面
向外的匀强磁场
(图中所示),为确保电子能打在荧光屏上,求磁感应强度
的最小值。
(4)若在四棱柱所在空间内同时加沿x轴负方向的匀强电场
(大小未知)和(2)中的磁场
,电子恰好打在竖直线PQ上,求电子在正四棱柱内运动的时间t。
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(1)求加速电场电压
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(2)若在四棱柱所在空间内只加一沿x轴正方向的匀强磁场
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/97c01fdc7bc471af0b264a04aef0823e.png)
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(3)若在四棱柱所在空间内只加一垂直于平面
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6049cf9309dc83b69a9d4f16f5dc2e78.png)
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(4)若在四棱柱所在空间内同时加沿x轴负方向的匀强电场
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b628d87cb667a0a31766a88c6c426324.png)
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困难
(0.15)
名校
【推荐1】如图所示
为一竖直平面坐标系,
轴水平,在
区域中有竖直向上的匀强电场
,在
区域中有竖直向上的匀强电场
和水平垂直纸面向外的匀强磁场。在
轴上有一质量为
、电量为
的金属球
以速度
沿
轴向右匀速运动,并与静止在坐标原点
处用绝缘细支柱支撑的质量为
、不带电金属球
发生弹性正碰,碰后金属球
恰能做匀速圆周运动,碰撞过程电荷总量均分,重力加速为
,支柱与
球不粘连、无摩擦,两球间的静电力、电荷对匀强电场和匀强磁场的影响以及电磁感应均可忽略不计。求:
(1)电场强度
、
的大小;
(2)碰后瞬间,
、
两球的速度大小;
(3)两球可否再次碰撞,若可以,请求出磁感应强度
的大小;若不可以,请简述理由。
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(1)电场强度
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(2)碰后瞬间,
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2c94bb12cee76221e13f9ef955b0aab1.png)
(3)两球可否再次碰撞,若可以,请求出磁感应强度
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7f9e8449aad35c5d840a3395ea86df6d.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/3/31/2948273737736192/2949188682924032/STEM/59d3b0a4-81a5-493e-8e82-53e1ef6903ab.png?resizew=259)
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困难
(0.15)
名校
【推荐2】一对平行正对金属板AB水平放置,如图甲所示,板内空间存在如图乙、丙所示的周期性的电场和磁场,磁感应强度方向垂直向里为正。
时刻,质量为
、电荷量为
的小球紧贴
板从左侧水平射入板内,初速度大小为
。已知当地重力加速度为g,AB板间距为
,板长为
,图中
为已知量,
,
。
(1)在小球不飞出极板空间且不与金属板发生碰撞的条件下,求:
①在电、磁场变化的第一-个周期内小球在竖直方向上的位移
;
②小球刚进入AB板时的速度
需满足的条件。
(2)在小球不与金属板发生碰撞的条件下,如果AB板板长
,求带电小球飞出极板时的机械能
(不考虑金属板间电场的边缘效应,以
板为重力势能零势能面)。
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0d9fd58e71dcae6cafaf9037d20ebd76.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/64f53e4c9c78540b4eb85f857da14cdf.png)
(1)在小球不飞出极板空间且不与金属板发生碰撞的条件下,求:
①在电、磁场变化的第一-个周期内小球在竖直方向上的位移
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②小球刚进入AB板时的速度
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6f58888df91890a19a1aa7511d19703f.png)
(2)在小球不与金属板发生碰撞的条件下,如果AB板板长
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8accc5d72608c28bf81199143123a627.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2a30f3a8b673cc28bd90c50cf1a35281.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5963abe8f421bd99a2aaa94831a951e9.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/1/21/6054df7a-cb52-4a60-8f08-77ff9755979e.png?resizew=525)
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困难
(0.15)
名校
【推荐3】如图所示,竖直平面内的直角坐标系中,第二象限存在水平向右的匀强电场,第四象限存在水平向左的匀强电场(图中未画出)和垂直纸面向里的匀强磁场。现将一个质量为m、电荷量为
的小球(可为质点)从第二象限内的P点
由静止释放,经历一段时间后从O点进入第四象限,且在第四象限内沿直线运动到Q点(图中未画出)。已知带电小球从P点运动到O点与从O点运动到Q点所用时间之比为
。若带电小球到达Q点后,第四象限的电场强度突变为
,方向竖直向上,则小球将经过x轴,将第一次经过x轴的位置记为M点(图中未画出)。重力加速度为g,求:
(1)第二象限电场强度的大小与第四象限磁感应强度的大小;
(2)小球从P点运动到M点所用的时间。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/56b2087eadbbd0dab72b7483b9181585.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7edb0bde3e81088005d3ee4095c0cb27.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/84783b6ba0f36789519816101a437f46.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/074eb8c1c3ce0be1f66192a4c2ddbead.png)
(1)第二象限电场强度的大小与第四象限磁感应强度的大小;
(2)小球从P点运动到M点所用的时间。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/12/15/2614789279604736/2616099917389824/STEM/0918b370-67f3-4fa4-bd75-e971b4a4e457.png?resizew=324)
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困难
(0.15)
名校
【推荐1】如图(a)所示,绝缘轨道MNPQ位于同一竖直面内,其中MN段水平,PQ段竖直,NP段为光滑的1/4圆弧,圆心为O,半径为a,轨道最左端M点处静置一质量为m、电荷量为q(q>0)的物块A,直线NN'右侧有方向水平向右的电场(图中未画出),场强为E= mg/q,在包含圆弧轨道NP的ONO'P区域有方向垂直纸面向外的匀强磁场,在轨道M端左侧有一放在水平光滑桌面上的可发射“炮弹”的电磁炮模型,其结构图如图(b)所示.电磁炮由两条等长的平行光滑导轨Ⅰ、Ⅱ与电源和开关S串联.电源的电动势为
,内阻为r,导轨Ⅰ、Ⅱ相距为d,电阻忽略不计,“炮弹”是以质量为2m,电阻为R的不带电导体块C,C刚好与Ⅰ、Ⅱ紧密接触,距离两导轨右端为l,C的底面与轨道MN在同一水平面上,整个电磁炮处于均匀磁场中,磁场方向竖直向下,磁感应强度大小为
,重力加速度为g,不考虑C在导轨内运动时的电磁感应现象,A、C可视为质点,并设A所带电荷一直未变.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/3/1/1892812833431552/1894733008642048/STEM/bf65b175-8c57-4a1a-98ba-3a0016c120e2.png?resizew=613)
(1)求导体块C在与A碰撞前的速度大小;
(2)如A与C在极短的时间发生碰撞,碰撞过程没有机械能损失,碰撞后A恰好能沿绝缘轨道到达P点,且A、C与绝缘轨道之间滑动摩擦系数相等,求C停下时与M点的距离.
(3)在(2)问的情况下,要求A在运动过程不离开轨道,求ONO'P区域内磁感应强度B需满足的条件.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dbe5cb81b72e94f92d2aaecd553daac2.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c41d793c851a2f72f787913ba23e459c.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/3/1/1892812833431552/1894733008642048/STEM/bf65b175-8c57-4a1a-98ba-3a0016c120e2.png?resizew=613)
(1)求导体块C在与A碰撞前的速度大小;
(2)如A与C在极短的时间发生碰撞,碰撞过程没有机械能损失,碰撞后A恰好能沿绝缘轨道到达P点,且A、C与绝缘轨道之间滑动摩擦系数相等,求C停下时与M点的距离.
(3)在(2)问的情况下,要求A在运动过程不离开轨道,求ONO'P区域内磁感应强度B需满足的条件.
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解答题
|
困难
(0.15)
【推荐2】如图所示平面直角坐标系xOy位于竖直平面内,在坐标系的整个空间存在竖直向上的匀强电场,在区域
(0≤x≤L)还存在匀强磁场,磁场方向垂直于xOy平面向里。在x轴上方有一光滑弧形轨道PQ,PQ两点间竖直高度差为
。弧形轨道PQ末端水平,端口为Q(3L,
)。某时刻一质量为m,带电荷量为+q的小球b从y轴上的M点进入区域I,其速度方向沿x轴正方向,小球b在I区内做匀速圆周运动。b进入磁场的同时,另一个质量也为m,带电荷量为﹣q的小球a从P点由静止释放。两小球刚好在x=2L上的N点(没具体画出)反向等速率相碰。重力加速度为g。求:
(1)电场强度E;
(2)区域
匀强磁场的磁感应强度B;
(3)小球a在圆弧轨道PQ上的运动时间t。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/04ae2bd388ca44a00f6c164307b92992.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0f555cf003eabc5dfd9c2f632e57adb3.png)
(1)电场强度E;
(2)区域
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/04ae2bd388ca44a00f6c164307b92992.png)
(3)小球a在圆弧轨道PQ上的运动时间t。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/9/41d9db4a-9c18-467a-9703-adf427c67a5b.png?resizew=189)
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解答题
|
困难
(0.15)
【推荐3】如图所示的竖直平面内,竖直分界线
左侧存在竖直向上的匀强电场,电场场强为
,右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场和竖直向上的匀强电场,电场强度为
,左侧区域有一段半径为
的光滑绝缘圆弧轨道
与分界线
交于
点,
两点等高,
点为圆弧最高点,另有一段足够长的光滑绝缘直轨道与圆弧相切与
点,直轨道与水平面成
角。右侧区域有一个半径也为
的圆圈,圆心
与
两点等高。电量为
可视为质点的带电小球从绝缘直轨道上距
点
处由静止释放,小球能够沿着左侧轨道运动,经过
点后在右侧区域做匀速圆周运动。若小球再次回到左侧区域后的运动不考虑,重力加速度未知。
(1)求带电小球的重力及经过
点时对轨道的压力;
(2)若带电小球从直轨道上距
点的距离为
的两个地方由静止释放,小球在右侧区域的圆周轨迹都恰好和圆圈相切,求
间的距离
;
(3)若第(2)问中释放点距
点较近的距离为
,求小球质量与右侧区域磁感应强度的平方之比
。
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/522230546d4b802094e86ceb48c2ba38.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0b4f150ab98bde511e0f65d9bafab031.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4aa0df7f1e45f9de29e802c7f19a4f64.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9cf468f5132e14ee1d8cc766808b11af.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/411461db15ee8086332c531e086c40c7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7f9e8449aad35c5d840a3395ea86df6d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f52a58fbaf4fea03567e88a9f0f6e37e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c5db41a1f31d6baee7c69990811edb9f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5963abe8f421bd99a2aaa94831a951e9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c42206793edde00d2d43cd07adf78366.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1dde8112e8eb968fd042418dd632759e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f52a58fbaf4fea03567e88a9f0f6e37e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/56b2087eadbbd0dab72b7483b9181585.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5963abe8f421bd99a2aaa94831a951e9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4aa0df7f1e45f9de29e802c7f19a4f64.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7f9e8449aad35c5d840a3395ea86df6d.png)
(1)求带电小球的重力及经过
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(2)若带电小球从直轨道上距
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5963abe8f421bd99a2aaa94831a951e9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/69ab63040717ef57816edc448ceedc82.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b90e0f35eda1a729fed485f83da5ea9d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5c02bc0c74292b1e8f395f90935d3174.png)
(3)若第(2)问中释放点距
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5963abe8f421bd99a2aaa94831a951e9.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/32072721696126b4343047b83450e75c.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/7/3/2497986778341376/2498103092862976/STEM/095ac1b5-d860-4e92-bffd-f49e7f702c56.png)
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