江蘇省2020年高考物理復習 導航卷八 帶電粒子在組合場 復合場中的運動（無答案）

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1、帶電粒子在組合場 復合場中的運動 (滿分：100分　時間：60分鐘) 計算題(共4小題，每題25分，共100分。寫出必要的文字說明、方程式和重要 的演算步驟，只寫出最后答案的不得分) 1．(2020·福建理綜，22)(25分)如圖，絕緣粗糙的豎直平面MN左側(cè)同時存在相互垂直的勻強電場和勻強磁場，電場方向水平向右，電場強度大小為E，磁場方向垂直紙面向外，磁感應強度大小為B。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小滑塊從A點由靜止開始沿MN下滑，到達C點時離開MN做曲線運動。A、C兩點間距離為h，重力加速度為g。 (1)求小滑塊運動到C點時的速度大小vC； (2)求小滑塊從A點運動到C點過

2、程中克服摩擦力做的功Wf； (3)若D點為小滑塊在電場力、洛倫茲力及重力作用下運動過程中速度最大的位置，當小滑塊運動到D點時撤去磁場，此后小滑塊繼續(xù)運動到水平地面上的P點。已知小滑塊在D點時的速度大小為vD，從D點運動到P點的時間為t，求小滑塊運動到P點時速度的大小vP。 2．(2020·浙江理綜，25)(25分)使用回旋加速器的實驗需要把離子束從加速器中引出，離子束引出的方法有磁屏蔽通道法和靜電偏轉(zhuǎn)法等。質(zhì)量為m，速度為v的離子在回旋加速器內(nèi)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)軌道是半徑為r的圓，圓心在O點，軌道在垂直紙面向外的勻強磁場中，磁感應強度為B。 為引出

3、離子束，使用磁屏蔽通道法設計引出器。引出器原理如圖所示，一對圓弧形金屬板組成弧形引出通道，通道的圓心位于O′點(O′點圖中未畫出)。引出離子時，令引出通道內(nèi)磁場的磁感應強度降低，從而使離子從P點進入通道，沿通道中心線從Q點射出。已知OQ長度為L，OQ與OP的夾角為θ。 (1)求離子的電荷量q并判斷其正負； (2)離子從P點進入,Q點射出，通道內(nèi)勻強磁場的磁感應強度應降為B′，求B′； (3)換用靜電偏轉(zhuǎn)法引出離子束，維持通道內(nèi)的原有磁感應強度B不變，在內(nèi)外金屬板間加直流電壓，兩板間產(chǎn)生徑向電場，忽略邊緣效應。為使離子仍從P點進入，Q點射出，求通道內(nèi)引出軌跡處電場強度E的方向和大小。

4、 3．(2020·重慶理綜，9)(25分)如圖為某種離子加速器的設計方案。兩個半圓形金屬盒內(nèi)存在相同的垂直于紙面向外的勻強磁場。其中MN和M′N′是間距為h的兩平行極板，其上分別有正對的兩個小孔O和O′，O′N′＝ON＝d，P為靶點，O′P＝kd(k為大于1的整數(shù))。極板間存在方向向上的勻強電場，兩極板間電壓為U。質(zhì)量為m、帶電量為q的正離子從O點由靜止開始加速，經(jīng)O′進入磁場區(qū)域。當離子打到極板上O′N′區(qū)域(含N′點)或外殼上時將會被吸收。兩虛線之間的區(qū)域無電場和磁場存在，離子可勻速穿過，忽略相對論效應和離子所受的重力。求： (1)

5、離子經(jīng)過電場僅加速一次后能打到P點所需的磁感應強度大??； (2)能使離子打到P點的磁感應強度的所有可能值； (3)打到P點的能量最大的離子在磁場中運動的時間和在電場中運動的時間。 4．(2020·四川理綜，10)(25分)在如圖所示的豎直平面內(nèi)，水平軌道CD和傾斜軌道GH與半徑r＝ m的光滑圓弧軌道分別相切于D點和G點，GH與水平面的夾角θ＝37°。過G點、垂直于紙面的豎直平面左側(cè)有勻強磁場，磁場方向垂直于紙面向里，磁感應強度B＝1.25 T；過D點、垂直于紙面的豎直平面右側(cè)有勻強電場，電場方向水平向右，電場強度E＝1×104 N/C。小物體P1質(zhì)量m＝2×10－3 kg、電荷量q＝＋8×10－6 C，受到水平向右的推力F＝9.98×10－3 N的作用，沿CD向右做勻速直線運動，到達D點后撤去推力。當P1到達傾斜軌道底端G點時，不帶電的小物體P2在GH頂端靜止釋放，經(jīng)過時間t＝0.1 s與P1相遇。P1和P2與軌道CD、GH間的動摩擦因數(shù)均為μ＝0.5，取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，物體電荷量保持不變，不計空氣阻力。求： (1)小物體P1在水平軌道CD上運動速度v的大小； (2)傾斜軌道GH的長度s。