江蘇省2020年高考物理復(fù)習(xí) 導(dǎo)航卷八 帶電粒子在組合場(chǎng) 復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（無(wú)答案）

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1、帶電粒子在組合場(chǎng) 復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) (滿(mǎn)分：100分　時(shí)間：60分鐘) 計(jì)算題(共4小題，每題25分，共100分。寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要 的演算步驟，只寫(xiě)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(shí)存在相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)方向水平向右，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)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(diǎn)由靜止開(kāi)始沿MN下滑，到達(dá)C點(diǎn)時(shí)離開(kāi)MN做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。A、C兩點(diǎn)間距離為h，重力加速度為g。 (1)求小滑塊運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)的速度大小vC； (2)求小滑塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)過(guò)

2、程中克服摩擦力做的功Wf； (3)若D點(diǎn)為小滑塊在電場(chǎng)力、洛倫茲力及重力作用下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度最大的位置，當(dāng)小滑塊運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)撤去磁場(chǎng)，此后小滑塊繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到水平地面上的P點(diǎn)。已知小滑塊在D點(diǎn)時(shí)的速度大小為vD，從D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的時(shí)間為t，求小滑塊運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)速度的大小vP。 2．(2020·浙江理綜，25)(25分)使用回旋加速器的實(shí)驗(yàn)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(diǎn)，軌道在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。 為引出

3、離子束，使用磁屏蔽通道法設(shè)計(jì)引出器。引出器原理如圖所示，一對(duì)圓弧形金屬板組成弧形引出通道，通道的圓心位于O′點(diǎn)(O′點(diǎn)圖中未畫(huà)出)。引出離子時(shí)，令引出通道內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度降低，從而使離子從P點(diǎn)進(jìn)入通道，沿通道中心線(xiàn)從Q點(diǎn)射出。已知OQ長(zhǎng)度為L(zhǎng)，OQ與OP的夾角為θ。 (1)求離子的電荷量q并判斷其正負(fù)； (2)離子從P點(diǎn)進(jìn)入,Q點(diǎn)射出，通道內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)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(yīng)強(qiáng)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(chǎng)，忽略邊緣效應(yīng)。為使離子仍從P點(diǎn)進(jìn)入，Q點(diǎn)射出，求通道內(nèi)引出軌跡處電場(chǎng)強(qiáng)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(shè)計(jì)方案。兩個(gè)半圓形金屬盒內(nèi)存在相同的垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。其中MN和M′N(xiāo)′是間距為h的兩平行極板，其上分別有正對(duì)的兩個(gè)小孔O和O′，O′N(xiāo)′＝ON＝d，P為靶點(diǎn)，O′P＝kd(k為大于1的整數(shù))。極板間存在方向向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，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(diǎn)由靜止開(kāi)始加速，經(jīng)O′進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域。當(dāng)離子打到極板上O′N(xiāo)′區(qū)域(含N′點(diǎn))或外殼上時(shí)將會(huì)被吸收。兩虛線(xiàn)之間的區(qū)域無(wú)電場(chǎng)和磁場(chǎng)存在，離子可勻速穿過(guò)，忽略相對(duì)論效應(yīng)和離子所受的重力。求： (1)

5、離子經(jīng)過(guò)電場(chǎng)僅加速一次后能打到P點(diǎn)所需的磁感應(yīng)強(qiáng)度大??； (2)能使離子打到P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的所有可能值； (3)打到P點(diǎn)的能量最大的離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)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(diǎn)和G點(diǎn)，GH與水平面的夾角θ＝37°。過(guò)G點(diǎn)、垂直于紙面的豎直平面左側(cè)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1.25 T；過(guò)D點(diǎn)、垂直于紙面的豎直平面右側(cè)有勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)方向水平向右，電場(chǎng)強(qiáng)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(xiàn)運(yùn)動(dòng)，到達(dá)D點(diǎn)后撤去推力。當(dāng)P1到達(dá)傾斜軌道底端G點(diǎn)時(shí)，不帶電的小物體P2在GH頂端靜止釋放，經(jīng)過(guò)時(shí)間t＝0.1 s與P1相遇。P1和P2與軌道CD、GH間的動(dòng)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(jì)空氣阻力。求： (1)小物體P1在水平軌道CD上運(yùn)動(dòng)速度v的大??； (2)傾斜軌道GH的長(zhǎng)度s。