专题16 带电粒子在复合场运动-2023届高三上学期12月物理月考试题分项汇编

2023届高三上学期12月物理月考试题分项汇编 专题16 带电粒子在复合场运动 1、（2023届·重庆一中高三上学期12月月考）如图所示，在处有平行于y轴的虚线，虚线左侧所有空间分布着水平向左的匀强电场，在虚线右侧所有空间分布着垂直纸面向里的匀强磁场，在O点处，某时刻有一带负电的粒子以初速度沿y轴正方向运动，粒子从点进入磁场，在磁场中运动一段时间后恰好又回到O点，已知粒子的质量为m，电荷量大小为q，不计粒子重力，求： （1）带电粒子运动到A点的速度； （2）磁感应强度大小和带电粒子从开始运动到恰好回到O点的时间。 2、（2023届·重庆一中高三上学期12月月考）如图所示，在直角坐标系xOy平面内有一半径为R、圆心为O′(0，R)的圆形区域，圆形区域内存在着方向垂直圆面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场，圆形区域右侧有一方向沿x轴正方向的匀强电场，固定绝缘板MN垂直于x轴且与y轴间的距离为。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子（不计重力），从坐标原点O以大小为v0 =、方向与y轴正方向夹角θ = 37°的速度垂直磁场射入第一象限，射出磁场后进入电场，与MN发生碰撞，碰撞前后沿x轴方向的速度大小不变。已知匀强电场的电场强度大小E =，sin37° = 0.6，cos37° = 0.8。求： (1)粒子第一次射出磁场时的位置P1以及与MN发生碰撞前瞬间的速度大小v； (2)粒子第二次射出磁场时的位置P2以及粒子从第一次射入磁场到最后一次射出磁场在磁场中运动的总时间t。 3、（2023届·浙江杭州二中温州中学金华一中绍兴一中高三上学期12月联考）舰载机电磁弹射是现在航母最先进的弹射技术，我国在这一领域已达到世界先进水平。某兴趣小组开展电磁弹射系统的设计研究，如图所示，用于推动模型飞机的动子（图中未画出）与线圈绝缘并固定，线圈带动动子，可在水平导轨上无摩擦滑动。线圈位于导轨间的辐向磁场中，其所在处的磁感应强度大小均为B。当开关S接通，电压恒为的电源为系统供电，动子从静止开始推动飞机加速，此加速过程中线圈中的电流随时间的变化规律为。当电流第一次减为零时飞机与动子脱离。此时断开S，动子将做阻尼运动而最终停下。已知线圈匝数n=100匝，每匝周长，直流电阻不计。飞机的质量，动子和线圈的总质量，，，不计空气阻力和飞机起飞对动子运动速度的影响，求： （1）开关S接通后瞬间，线圈的自感电动势大小； （2）电流第一次达到最大时，飞机的速度大小及飞机与动子脱离时的速度大小； （3）飞机与动子脱离后，动子运动过程的位移大小x； （4）电流第一次达到最大时，线圈存储的磁场能。（不考虑电磁辐射的能量） 4、（2023届·浙江杭州二中温州中学金华一中绍兴一中高三上学期12月联考）如图甲所示，正方形荧光屏abcd与正方形金属板相距水平平行放置，二者的边长均为L。金属板的中心开有小孔，小孔正下方有一通电金属丝可持续发射热电子，金属丝与金属板之间加有恒定电压U。以金属板中心小孔为坐标原点，沿平行于金属板两边和垂直金属板方向建立x、y和z坐标轴，电子从金属丝发射经小孔沿z轴正方向射入磁场区域，测得电子经电场加速后经过小孔时的速度大小介于v与之间。z轴与荧光屏的交点为s，金属板与荧光屏之间存在磁场（图中未画出），其磁感应强度沿z轴方向的分量始终为零，沿x轴和y轴方向的分量和随时间周期性变化规律如图乙所示，图中。已知电子的质量为m、电荷量大小为e，忽略电子间的相互作用，且电子在磁场中的运动时间远小于磁场变化周期T，可认为电子在磁场运动过程中磁感应强度不变。求： （1）从金属丝发射的电子的初速度大小范围； （2）时以速度进入磁场的电子打在荧光屏上的位置坐标； （3）时以v与速度进入磁场的两个电子打在荧光屏上时的时间差； （4）请在荧光屏的俯视图丙中定性画出电子在荧光屏上出现的位置。（不要求计算过程） 5、（2023届·重庆八中高三上学期12月月考）如图所示，轴上方存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为，轴下方存在沿轴竖直向上的匀强电场，电场强度大小为，磁场、电场区域足够大。图中、两点的坐标分别为、，某带电粒子质量为，电荷量为，不计重力。 （1）若粒子由点静止释放，求其从释放到到达点经历的时间； （2）若粒子由点以某一初速度沿轴负方向射出，粒子第二次通过轴时恰好通过点，求粒子射出时初速度大小； （3）若粒子由点以初速度向第三象限抛出，与轴正方向有夹角，小球第1次经过轴时的位置恰好为点，然后只经过一次磁场区域后回至点。求的所有可能值（用、、、、、表示）。 6、（2023届·重庆巴蜀中学高三上学期12月月考）如图所示，倾角为的足够长的光滑斜面固定在地面上，斜面上有一个质量M的楔形滑块A，其上表面放置一个质量为m小滑块B（可视为质点）。进入磁场前，用水平向右的外力F推着整体