2023届“3+1+2”新高考8省市模拟题专题分类汇编 专题10 磁场——带电粒子在复合场中的运动

专题10 磁场——磁场、安培力 专题分析 3+1+2新高考 自主命题省份 河北省、辽宁省、广东省、重庆省、江苏省、福建省、湖北省、湖南省 标本量/套 考查题量 专题考查率 高频考点 80 95 119% 磁场、安培力、带电粒子在磁场中的运动 题号分布统计 考查题号 2 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 16 考查次数 5 4 6 8 2 3 5 5 1 15 36 5 从题号分布看难度：从题号及题型来看，磁场专题主要考查磁场的特点、电流的磁效应、安培力的大小计算及方向的判定、带电粒子在磁场及复合场中的运动。其中由于带电粒子在磁场及复合场中的运动所占比重最高，从分值上来看这也是导致安培力及磁场特点的考查相对较少的原因。带电粒子在磁场及复合场中的运动自全国卷开始就是高考的压轴题，考查学生身体能力、建模能力、计算能力。自3+1+3新高考开始后，难度相对有所降低，但依然是整卷的难点。 备注：各题题号为原卷题号； 11. （2023·广东广州天河一模）（多选）据报道，我国空间站安装了现代最先进的霍尔推进器用以空间站的轨道维持。如图乙，在很窄的圆环空间内有沿半径向外的磁场1，其磁感强度大小可近似认为处处相等；垂直圆环平面同时加有匀强磁场2和匀强电场（图中没画出），磁场1与磁场2的磁感应强度大小相等，已知电子电量为e，质量为m，若电子恰好可以在圆环内沿顺时针方向做半径为R、速率为v的匀速圆周运动。则以下说法正确的是（　　） A. 电场方向垂直环平面向外 B. 电子运动周期为 C. 垂直环平面的磁感强度大小为 D. 电场强度大小为 15. （2023·广东高州一模）如图甲所示，空间存在方向竖直向上周期性变化的匀强电场，场强大小随时间变化如图乙所示，空间还存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小随时间变化如图丙所示。一个质量为0.1kg、带电量为的带电小球，在空间P点在时刻在纸面内以水平向右大小为10m/s的速度抛出。小球在空中运动的时间大于2s，最终落地时速度垂直于地面。重力加速度为，小球可视为质点，求： （1）时，小球的速度大小； （2）内小球受到的合力大小； （3）小球第一次速度水平向左时离P点的高度； （4）P点离地面的高度至少为多少。 15. （2023·福建福州4月检测）如图甲所示，离子源持续逸出带电量为、质量为m的离子，其初速度视为0，离子经过加速电场后，以速度沿两平行极板PQ的中线飞入交变电场。已知极板P、Q水平放置，间距为d，长度为L，极板上所加的交变电压如图乙所示，变化周期，所有离子均能从PQ极板右侧射出，不计离子重力及离子间相互作用，求： （1）加速电场的电压大小； （2）PQ极板间所加电压U的最大值； （3）当PQ极板间交变电压为（2）问中所求的时，在PQ极板右侧建立直角坐标系，其中Ox与极板Q的中轴线在同一直线上，图中的两个正方体边长均为d，正方体区域内存在沿y轴正方向、大小为的匀强磁场，正方体区域内存在沿x轴正方向、大小为的匀强磁场，求离子在正方体区域内运动的最长时间。 15. （2023·福建福州5月检测） 如图甲，一质量为足够长的绝缘板静止在光滑水平面上，板的左端有一个质量也为的带电小物块，其电荷量为。距绝缘板左端到之间存在电场和磁场，匀强磁场方向垂直于纸面向里，匀强电场方向竖直向下。现让带电小物块在水平恒力的作用下从静止开始向右运动。小物块到达电、磁场区域的左边界时刻，撤去水平恒力，此时绝缘板的速度大小为。带电小物块从开始运动到前进的过程中，速度随位移变化的图像如图乙，其中段为直线。求： （1）带电小物块从开始运动到电、磁场左边界的时间； （2）水平恒力的大小； （3）电场强度和磁感应强度的大小。 15. （2023·福建南平三模）如图，在三维坐标系Oxyz中有一长方体空间区域，与Oyz平面平行的截面是以x轴为中心对称的正方形，其边长为L。在的区域I内存在沿z轴负方向的匀强电场和沿y轴正方向的匀强磁场：为区域II，区域I和区域II间用正中心留有小孔的正方形绝缘薄板隔开。有一电子枪从处不断沿x轴正方向正对小孔发射速率不同的电子。已知电子电量为e，质量为m，匀强电场的电场强度大小为E，匀强磁场的磁感应强度大小为。 （1）若电子能沿x轴穿过区域I到区域II，求电子的速度大小； （2）若某电子穿过小孔运动到O点时，给区域II加上一个磁感应强度大小为、方向沿y轴负方向的匀强磁场，求该电子穿出区域II的位置坐标； （3）若某电子穿过小孔运动到O点时，给区域II加上一个磁感应强度大小为的匀强磁场和一个大小未知的匀强电场，方向均沿y轴负方向，该电子能打到的坐标位置为，求电场强度的可能值。 15. （2023·福建莆田四模