专辑21 带电粒子在组合场运动- 2020年高考物理最新模拟试题分类汇编(4月第一期)(解析版)

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专辑09 带电粒子在电场运动(解析版)-2020年高考全国10套物理试题分项汇编

2020年全国全部10套高考物理试题全解全析汇编带电粒子在电场运动一、2020年高考物理试卷情况：1、全国I 卷：河南、河北、湖南、湖北、山西、江西、安徽、广东、福建2、全国II 卷：甘肃、青海、内蒙古、黑龙江、吉林、辽宁、宁夏、新疆、陕西、重庆3、全国III 卷：云南、广西、贵州、四川、西藏4、北京卷5、天津卷6、江苏卷7、浙江卷（1月卷和7月卷） 8、山东卷 9、海南卷二、2020年高考物理试题赏析： 1、（2020·浙江7月卷·T6）如图所示，一质量为m 、电荷量为q （0q ）的粒子以速度0v 从MN 连线上的P 点水平向右射入大小为E 、方向竖直向下的匀强电场中。

已知MN 与水平方向成45°角，粒子的重力可以忽略，则粒子到达MN 连线上的某点时（）A. 所用时间为mv qEB. 速度大小为03vC. 与PD. 速度方向与竖直方向的夹角为30° 2、（2020·浙江1月卷·T7）如图所示，电子以某一初速度沿两块平行板的中线方向射入偏转电场中，已知极板长度l ，间距d ，电子质量m ，电荷量e 。

若电子恰好从极板边缘射出电场，由以上条件可以求出的是（）A. 偏转电压B. 偏转的角度C. 射出电场速度D. 电场中运动的时间 3、（2020·全国I 卷·T25）在一柱形区域内有匀强电场，柱的横截面积是以O 为圆心，半径为R 的圆，AB 为圆的直径，如图所示。

质量为m ，电荷量为q （q >0）的带电粒子在纸面内自A 点先后以不同的速度进入电场，速度方向与电场的方向垂直。

已知刚进入电场时速度为零的粒子，自圆周上的C 点以速率v 0穿出电场，AC 与AB 的夹角θ=60°。

运动中粒子仅受电场力作用。

（1）求电场强度的大小；（2）为使粒子穿过电场后的动能增量最大，该粒子进入电场时的速度应为多大？（3）为使粒子穿过电场前后动量变化量的大小为mv 0，该粒子进入电场时的速度应为多大？4、（2020·天津卷·T13）多反射飞行时间质谱仪是一种测量离子质量的新型实验仪器，其基本原理如图所示，从离子源A 处飘出的离子初速度不计，经电压为U 的匀强电场加速后射入质量分析器。

高中物理带电粒子在复合场中的运动题20套(带答案)及解析

一、带电粒子在复合场中的运动专项训练1．下图为某种离子加速器的设计方案.两个半圆形金属盒内存在相同的垂直于纸面向外的匀强磁场.其中MN 和M N ''是间距为h 的两平行极板，其上分别有正对的两个小孔O 和O '，O N ON d ''==，P 为靶点，O P kd '=（k 为大于1的整数）。

极板间存在方向向上的匀强电场，两极板间电压为U 。

质量为m 、带电量为q 的正离子从O 点由静止开始加速，经O '进入磁场区域.当离子打到极板上O N ''区域（含N '点）或外壳上时将会被吸收。

两虚线之间的区域无电场和磁场存在，离子可匀速穿过。

忽略相对论效应和离子所受的重力。

求：（1）离子经过电场仅加速一次后能打到P 点所需的磁感应强度大小；（2）能使离子打到P 点的磁感应强度的所有可能值；（3）打到P 点的能量最大的离子在磁场中运动的时间和在电场中运动的时间。

【来源】2015年全国普通高等学校招生统一考试物理（重庆卷带解析) 【答案】（1）22qUm B =（2）22nqUm B =，2(1,2,3,,1)n k =-L （3）2222(1)t qum k -磁，22(1)=k m t h qU-电【解析】【分析】带电粒子在电场和磁场中的运动、牛顿第二定律、运动学公式。

【详解】（1）离子经电场加速，由动能定理：212qU mv =可得2qUv m=磁场中做匀速圆周运动：2v qvB m r=刚好打在P 点，轨迹为半圆，由几何关系可知：2kd r =联立解得B =；（2）若磁感应强度较大，设离子经过一次加速后若速度较小，圆周运动半径较小，不能直接打在P 点，而做圆周运动到达N '右端，再匀速直线到下端磁场，将重新回到O 点重新加速，直到打在P 点。

设共加速了n 次，有：212n nqU mv =2nn nv qv B m r =且：2n kd r =解得：B =，要求离子第一次加速后不能打在板上，有12d r >且：2112qU mv =2111v qv B m r =解得：2n k <，故加速次数n 为正整数最大取21n k =- 即：B =2(1,2,3,,1)n k =-L ；（3）加速次数最多的离子速度最大，取21n k =-，离子在磁场中做n -1个完整的匀速圆周运动和半个圆周打到P 点。

专题22 带电粒子在组合场运动(二)-北京市2020届高三下学期一模物理试题分项全解汇编(解析版)

北京市2020届高三下学期一模物理试题分项全解汇编带电粒子在组合场运动（二）1、（2020·北京市八中高三下学期自我测试2）类比法、等效法等都是研究和学习物理过程中常用的重要方法：(1)简谐运动是机械振动中最简单的一种理想化的运动模型。

它具有如下特点：①简谐运动的物体受到的回复力，大小与物体偏离平衡位置的位移 x 成正比，方向与 x 方向相反；②简谐运动具有周期性。

通过研究发现：如图甲，摆长为 L 、摆球质量为 m 的单摆，在重力场中做小角度摆动时可以看作简谐振动，其周期为T Lgg 为当地重力加速度；现将该单摆的摆球带上正电，电量为+q 。

分别置于竖直向下的匀强电场E （图乙）、和垂直于纸面向里的匀强磁场 B （图丙）中，并均做小角度的简谐运动。

已知细线是绝缘的，类比重力场中的单摆周期公式，分析求出该单摆在乙、丙两图中振动的周期。

(2)物理中存在“通量”这个物理量，“通量”的定义要用到高等数学知识。

在高中阶段，对“通量”的定义采用的是简单化处理方法并辅以形象化物理模型进行理解。

①“磁通量”就是一种常见的“通量”。

在高中阶段我们是这样来定义“磁通量”的：设在磁感应强度为B 的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直、面积为 S 的平面，我们把 B 与 S 的乘积叫做穿过这个面积的磁通量（图1），简称磁通，用字母 Φ 表示，则 Φ=BS 。

如图2所示，空间存在水平向右的匀强磁场，磁感应强度大小为 B 。

一个面积为S矩形线圈与竖直面间的夹角为θ，试求穿过该矩形线圈的磁通量 Φ。

② “电通量”也是一种常见“通量”。

在定义“电通量”时只需要把“磁通量”中的磁感应强度 B 替换为电场强度 E 即可。

已知静电力常量为 k ，请同学们充分运用类比的方法解决以下问题：a.如图 3，空间存在正点电荷Q ，以点电荷为球心作半径为 R 的球面。

试求通过该球面的电通量 ΦE1；b.上述情况映射是静电场中“高斯定理”，“高斯定理”可以从库仑定律出发得到严格证明。

2020年高考物理最新模拟试题分类汇编- 带电粒子在组合场运动综合计算-(解析版)

2020年高考最新模拟试题分类汇编（4月第二期）带电粒子在组合场运动综合计算1、（2020·山西省高三下学期开学旗开得胜摸底）如图所示，直角坐标系xOy 平面的第Ⅰ象限内存在沿y 轴负方向的匀强电场；M 是r 轴上的一点，在第I V 象限内过M 点的虚线平行于y 轴，在虚线右方区域存在方向垂直于坐标平面的矩形有界匀强磁场（图中未画出），其他区域既无电场也无磁场。

现有一质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子从y 轴上坐标为（0，L ）的P 点，以平行于x 轴方向的初速度v 0射人电场，并恰好从M 点离开电场进人磁场区域，粒子从磁场区域射出后，恰好通过y 轴上坐标为（0，－3L ）的Q 点，且粒子通过Q 点时的速度方向与y 轴负方向间的夹角θ=30°，粒子射出磁场区域时的位置也在第Ⅰ象限的虚线上。

粒子重力不计。

求；(1)匀强电场的电场强度大小E 以及M 点到坐标原点O 的距离x ； (2)匀强磁场的磁感应强度大小B 和方向； (3)矩形磁场区城的最小面积S min 。

【答案】（1）203=2mv E qL ，x L =；（2）02mv B qL =，方向垂直于坐标平面向外；（3）2min S L =【解析】（1）粒子的运动轨迹如图所示，由几何关系可知，粒子通过M 点时的速度v 与MN 的夹角为θ粒子离开电场时，沿电场方向的速度大小为:tan y v v θ=粒子在电场中运动的加速度大小为:qE a m=粒子沿电场方向做匀变速直线运动，有:22y v aL =解得:203=2mv E qL粒子在电场中运动的时间为:y v t a=又:0x v t =解得:x =（2）由左手定则可知，匀强磁场的方向垂直于坐标平面向外由几何关系，带电粒子在匀强磁场区域做匀速圆周运动的半径为:r =MN又:tan OMOQ MN θ=+解得:r =L由（1）可得:02v v =洛伦兹力提供粒子在匀强磁场区域内做圆周运动所需的向心力，有:2mv qvB r= 解得:2mv B qL=（3）由几何关系可知，最小矩形对应的长和宽分别为:1l L = 2(1cos )l r θ=-又:min 12S l l =解得:2min 2S L =2、（2020·四川省树德中学高三下学期二诊模拟）如图所示，两平行金属板，A 、B 长8cm L =，两板间距离6cm d =，A 、B 两板间的电势差AB U =。

新高考物理考试易错题易错点21带点粒子在磁场、组合场和叠加场中的运动附答案

易错点21 带点粒子在磁场、组合场和叠加场中的运动易错总结一、带电粒子在匀强磁场中的运动1．若v∥B，带电粒子以速度v做匀速直线运动，其所受洛伦兹力F＝0.2．若v⊥B，此时初速度方向、洛伦兹力的方向均与磁场方向垂直，粒子在垂直于磁场方向的平面内运动．(1)洛伦兹力与粒子的运动方向垂直，只改变粒子速度的方向，不改变粒子速度的大小．(2)带电粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力．二、复合场1．复合场的分类(1)叠加场：电场、磁场、重力场共存，或其中某两场共存．(2)组合场：电场与磁场各位于一定的区域内，并不重叠或相邻或在同一区域，电场、磁场交替出现．2．三种场的比较1．静止或匀速直线运动当带电粒子在复合场中所受合外力为零时，将处于静止状态或做匀速直线运动．2．匀速圆周运动当带电粒子所受的重力与电场力大小相等，方向相反时，带电粒子在洛伦兹力的作用下，在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动．3．较复杂的曲线运动当带电粒子所受合外力的大小和方向均变化，且与初速度方向不在同一直线上，粒子做非匀变速曲线运动，这时粒子运动轨迹既不是圆弧，也不是抛物线．4．分阶段运动带电粒子可能依次通过几个情况不同的组合场区域，其运动情况随区域发生变化，其运动过程由几种不同的运动阶段组成．解题方法一、带电粒子在匀强磁场中的圆周运动1．圆心的确定圆心位置的确定通常有以下两种基本方法：(1)已知入射方向和出射方向时，可以过入射点和出射点作垂直于入射方向和出射方向的直线，两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图甲所示，P为入射点，M为出射点)．(2)已知入射方向和出射点的位置时，可以过入射点作入射方向的垂线，连线入射点和出射点，作其中垂线，这两条垂线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图乙所示，P为入射点，M为出射点)．2．半径的确定半径的计算一般利用几何知识解直角三角形．做题时一定要作好辅助线，由圆的半径和其他几何边构成直角三角形．由直角三角形的边角关系或勾股定理求解．3．粒子在匀强磁场中运动时间的确定(1)粒子在匀强磁场中运动一周的时间为T，当粒子运动轨迹的圆弧所对应的圆心角为α时，其运动时间t＝α360°T(或t＝α2πT)．确定圆心角时，利用好几个角的关系，即圆心角＝偏向角＝2倍弦切角．(2)当v一定时，粒子在匀强磁场中运动的时间t＝lv，l为带电粒子通过的弧长．二、带电粒子在组合场中的运动1．组合场：电场与磁场各位于一定的区域内，并不重叠，一般为两场相邻或在同一区域电场、磁场交替出现．2．解题时要弄清楚场的性质、场的方向、强弱、范围等．3．要正确进行受力分析，确定带电粒子的运动状态．(1)仅在电场中运动①若初速度v0与电场线平行，粒子做匀变速直线运动；②若初速度v0与电场线垂直，粒子做类平抛运动．(2)仅在磁场中运动①若初速度v0与磁感线平行，粒子做匀速直线运动；②若初速度v0与磁感线垂直，粒子做匀速圆周运动．4．分析带电粒子的运动过程，画出运动轨迹是解题的关键．特别提醒从一个场射出的末速度是进入另一个场的初速度，因此两场界面处的速度(大小和方向)是联系两运动的桥梁，求解速度是重中之重．三、带电粒子在叠加场中的运动1．带电粒子在叠加场中无约束情况下的运动情况分类(1)磁场力、重力并存①若重力和洛伦兹力平衡，则带电体做匀速直线运动．②若重力和洛伦兹力不平衡，则带电体将做复杂的曲线运动，因洛伦兹力不做功，故机械能守恒，由此可求解问题．(2)电场力、磁场力并存(不计重力的微观粒子)①若电场力和洛伦兹力平衡，则带电体做匀速直线运动．②若电场力和洛伦兹力不平衡，则带电体将做复杂的曲线运动，因洛伦兹力不做功，可用动能定理求解问题．(3)电场力、磁场力、重力并存①若三力平衡，一定做匀速直线运动．②若重力与电场力平衡，一定做匀速圆周运动．③若合力不为零且与速度方向不垂直，将做复杂的曲线运动，因洛伦兹力不做功，可用能量守恒或动能定理求解问题．2．带电粒子在叠加场中有约束情况下的运动带电体在复合场中受轻杆、轻绳、圆环、轨道等约束的情况下，常见的运动形式有直线运动和圆周运动，此时解题要通过受力分析明确变力、恒力做功情况，并注意洛伦兹力不做功的特点，运用动能定理、能量守恒定律结合牛顿运动定律求出结果．3．处理带电粒子在叠加场中的运动的基本思路(1)弄清叠加场的组成．(2)进行受力分析，确定带电粒子的运动状态，注意运动情况和受力情况的结合．(3)画出粒子运动轨迹，灵活选择不同的运动规律．○1当带电粒子在叠加场中做匀速直线运动时，根据受力平衡列方程求解．○2当带电粒子在叠加场中做匀速圆周运动时，一定是电场力和重力平衡，洛伦兹力提供向心力，应用平衡条件和牛顿运动定律分别列方程求解．○3当带电粒子做复杂曲线运动时，一般用动能定理或能量守恒定律求解．【易错跟踪训练】易错类型1：对物理概念理解不透彻1．（2020·全国高三课时练习）用洛伦兹力演示仪可以观察电子在磁场中的运动径迹．图(甲)是洛伦兹力演示仪的实物图，图(乙)是结构示意图．励磁线圈通电后可以产生垂直纸面的匀强磁场，励磁线圈中的电流越大，产生的磁场越强．图(乙)中电子经电子枪中的加速电场加速后水平向左垂直磁感线方向射入磁场．下列关于实验现象和分析正确的是（）A．仅增大励磁线圈中的电流，电子束径迹的半径变小B．仅升高电子枪加速电场的电压，电子束径迹的半径变小C．仅升高电子枪加速电场的电压，电子做圆周运动的周期将变小D．要使电子形成如图（乙）中的运动径迹，励磁线圈应通以逆时针方向的电流【答案】A【详解】AB．电子在加速电场中加速，由动能定理有：eU=12mv02；电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力，有：e B v0=m2vr，解得：012mv mUreB B e==电压不变，B不变，增加加速电压，电子束形成圆周的半径增大．保持加速电压不变，增加励磁电流，B增大，电子束形成圆周的半径减小，故A正确，B错误；C．电子在磁场中运动的周期：2rTvπ=，与电子的速度无关，与加速电场的大小无关．故C错误；D．若励磁线圈通以逆时针方向的电流，由安培定则知，产生的磁场向外，根据左手定则判断知，电子进入磁场时所受的洛伦兹力向下，电子的运动轨迹不可能是图中所示，同理，可得励磁线圈通以顺时针方向的电流，则能形成结构示意图中的电子运动径迹．故D错误。

专辑16带电粒子在电场运动-2020年高考物理最新模拟考试试题分类汇编(4月第一期)(解析版)

一带电量为q、质量为m的质点从两板左端连线的中点N以水平速度v0射入板间，质点未碰极板，最后
垂直打在M屏上．在保持电键S闭合的状况下，以下剖析或结论正确的选项是( )
A．质点在板间运动的过程中与它从板的右端运动到光屏的过程中速度变化同样
B．板间电场强度大小为
C．若仅将滑片P向下滑动一段后，再让该质点从N点以水平速度v0射入板间，质点将不会垂直打在光屏
B、保持开关S闭合，使滑动变阻器滑片向右挪动时，不会改变电容器两头的电压，由
E
U
剖析得悉，板
d
间场强不变，小球所受电场力不变大，则
α不变，B正确；
CD、电键S断开，电容器两头的电荷量不变，由C
Q
E
U
S
4 kQ
，
和C
得，E
，两板间的
U
d
4 kd
S
场强不变，小球所受电场力不变，即所受协力不变，C错误；小球从静止开始运动，故做匀加快直线运动，
E
B，因为重力和电场力都是恒力，因此它们的协力也是恒力
在圆上各点中，小球在均衡地点A点时的势能（重力势能和电势能之和）最小，在均衡地点的对称点B点，
小球的势能最大，因为小球总能量不变，因此在B点的动能EkB最小，对应速度vB最小，在B点，小球受
到的重力和电场力，其协力作为小球做圆周运动的向心力，而绳的拉力恰为零，有：
D、当水平方向上速度为零时离MN最远，在水平方向上
v02
2a s，得s
2gh
3h，故D错
2
2
3gБайду номын сангаас
6
综上所述此题答案是：C
7、（2020·江苏省如皋中学高三放学期3月调研）如下图，一带电小球悬挂在平行板电容器内部，闭合

专辑11 带电粒子在磁场运动(解析版)-2020年高考全国10套物理试题分项汇编

2020年全国全部10套高考物理试题全解全析汇编磁场一、2020年高考物理试卷情况：1、全国I 卷：河南、河北、湖南、湖北、山西、江西、安徽、广东、福建2、全国II 卷：甘肃、青海、内蒙古、黑龙江、吉林、辽宁、宁夏、新疆、陕西、重庆3、全国III 卷：云南、广西、贵州、四川、西藏4、北京卷5、天津卷6、江苏卷7、浙江卷（1月卷和7月卷）8、山东卷9、海南卷二、2020年高考物理试题赏析：1、（2020·浙江7月卷·T9）特高压直流输电是国家重点能源工程。

如图所示，两根等高、相互平行的水平长直导线分别通有方向相同的电流1I 和2I ，12I I 。

a 、b 、c 三点连线与两根导线等高并垂直，b 点位于两根导线间的中点，a 、c 两点与b 点距离相等，d 点位于b 点正下方。

不考虑地磁场的影响，则（）A. b 点处的磁感应强度大小为0B. d 点处的磁感应强度大小为0C. a 点处的磁感应强度方向竖直向下D. c 点处磁感应强度方向竖直向下【答案】C【解析】A ．通电直导线周围产生磁场方向由安培定判断，如图所示1I 在b 点产生的磁场方向向上，2I 在b 点产生的磁场方向向下，因为12I I >即 12B B >则在b 点的磁感应强度不为零，A 错误；BCD ．如图所示，d 点处的磁感应强度不为零，a 点处的磁感应强度竖直向下，c 点处的磁感应强度竖直向上，BD 错误，C 正确。

故选C 。

2、（2020·全国I 卷·T18）一匀强磁场的磁感应强度大小为B ，方向垂直于纸面向外，其边界如图中虚线所示，ab 为半圆，ac 、bd 与直径ab 共线，ac 间的距离等于半圆的半径。

一束质量为m 、电荷量为q （q >0）的粒子，在纸面内从c 点垂直于ac 射入磁场，这些粒子具有各种速率。

不计粒子之间的相互作用。

在磁场中运动时间最长的粒子，其运动时间为（）的A. 76m qB πB. 54m qB πC. 43m qB πD. 32m qBπ 【答案】C【解析】粒子在磁场中做匀速圆周运动2mv qBv r =， 2r T vπ= 可得粒子在磁场中的周期2m T qBπ= 粒子在磁场中运动的时间2m t T qBθθπ=⋅= 则粒子在磁场中运动的时间与速度无关，轨迹对应的圆心角越大，运动时间越长。

2020年全国高考全真模拟卷物理试题04(解析版)

2020年全国普通高等学校招生统一考试全真模拟物理一、选择题(本题共16小题，共38分，第1～10小题为单选题，每小题2分，第11～16小题为多选题，每小题3分)1.在国际单位制中，电荷量的单位是库仑，符号是C ，静电力常量k =9.0×109 N·m 2 /C 2．关于电荷量与库仑力，下列说法不正确的是A. 两个电荷量为1 C 的点电荷在真空中相距1 m 时，相互作用力相当于地球上一百万吨的物体所受的重力B. 我们几乎不可能做到使相距1 m 的两个物体都带1 C 的电荷量C. 在微观带电粒子的相互作用中，库仑力比万有引力强得多D. 库仑定律的公式和万有引力的公式在形式上很相似，所以它们是性质相同的两种力【答案】D【解析】【详解】两个电荷量为1 C 的点电荷在真空中相距1 m 时，相互作用力991222119109101q q F k N N r ⨯==⨯⨯=⨯；一百万吨的物体所受的重力1010G mg N ==，所以我们几乎不可能做到使相距1 m 的两个物体都带1 C 的电荷量；在微观带电粒子的相互作用中，因粒子间的距离很小，所以库仑力比万有引力强得多，选项ABC 正确；库仑定律的公式和万有引力的公式在形式上虽然很相似，但是它们不是性质相同的两种力，选项D 错误；此题选择不正确的选项，故选D.2.如图所示，弹簧振子在a 、b 两点间做简谐振动当振子从平衡位置O 向a 运动过程中A. 加速度和速度均不断减小B. 加速度和速度均不断增大C. 加速度不断增大，速度不断减小D. 加速度不断减小，速度不断增大【答案】C【分析】弹簧振子的振动规律.【详解】当振子从平衡位置O 向a 运动过程中，位移逐渐增大，恢复力逐渐增大，加速度逐渐增大，因为速度和加速度方向相反，故速度逐渐减小，选项C 正确.3.摩天轮是的乐场一种大型转轮状设施，摩天轮边缘悬挂透明座舱，乘客随座舱在竖直平面内做匀速圆周运动，下列叙述正确的是A. 摩天轮转动过程中，乘客的机械能保持不变B. 摩天轮物动一周的过程中，乘客所受合外力的冲量为零C. 在最低点，乘客处于失重状态D. 摩天轮转动过程中，乘客所受的重力的瞬时功率保持不变【答案】B【解析】A ：乘客随座舱在竖直平面内做匀速圆周运动，动能保持不变，重力势能随高度不断变化，乘客的机械能不断变化．故A 项错误．B ：摩天轮转动一周的过程中，速度变化为零，动量变化为零，据动量定理：乘客所受合外力的冲量为零．故B 项正确．C ：在最低点，乘客的加速度向上，乘客处于超重状态．故C 项错误．D ：摩天轮匀速转动过程中，重力与速度的夹角α不断变化，乘客所受的重力的瞬时功率cos P mg v α=⋅不断变化．故D 项错误．4.下列说法正确的是（）A. 铀核裂变的核反应是23592U→14156Ba+9236Kx+210n B. 玻尔根据光的波粒二象性，大胆提出假设，认为实物粒子也具有波动性C. 原子从低能级向髙能级跃迁，不吸收光子也能实现D. 根据爱因斯坦“光子说”可知，光的波长越大，光子的能量越大【答案】C【解析】A.铀核裂变的核反应是2351141921920563603U n Ba Kr n +→++，故A 错误；B 、德布罗意根据光的波粒二象性，大胆提出假设，认为实物粒子也具有波动性，故B 错误；C 、受到电子或其他粒子的碰撞，原子也可从低能级向髙能级跃迁，不吸收光子也能实现，故C 正确；。

专辑27 带电粒子在复合场运动- 2020年全国大市名校高三期末一模物理考试试题全解全析汇编(第13

2020年全国大市名校高三期末一模物理试题全解全析汇编（2020·山东省决胜新高考名校交流高三上学期11月联考）长、宽、高分别为a、b、c的矩形中空装置，上下两面为金属板，前后两面为绝缘材料组成，左右两面开放，在垂直于前后方向上加磁感应强度为B、方向水平向外的匀强磁场。

现有带电荷量为q，质量为m的液滴持续从矩形装置左侧以某一初速度v水平射入，入射液滴在磁场中所受的洛伦兹力大于重力，最终上下两平面形成稳定的电势差U，重力加速度为g。

则下列说法正确的是（）A．上下两金属板电势的高低与入射液滴的电性无关=B．最终上下两平面形成稳定的电势差U BvcC．在形成稳定电势差之前的液滴进入装置电势能减小D．在形成稳定电势差之后，后续射入的液滴不再影响稳定电势差U的大小【答案】AD【解析】A．当入射液滴为正电荷时，其受到的洛伦兹力的方向竖直向下，下金属板的电势比上金属板的电势高，电场力方向向上，形成稳定的电压前，电场力做负功，电势能增加，形成稳定的电压时，受力平衡U=+q qvB mgc得mgc=+U Bvcq当入射的液滴为负电荷时，受到的洛伦兹力的方向竖直向上，下金属板的电势比上金属板的电势高，电场力向下，形成稳定的电压前，电场力做负功，电势能增加，形成稳定的电压时，受力平衡UqvB q mgc=+得mgcU Bvcq=-综上所述，上下两金属板电势的高低与入射液滴的电性无关，故A正确；B．最终上下两平面形成稳定的电势差可能有两个解，故B错误；C．在形成稳定电势差之前的液滴进入装置电势能增加，故C错误；D．形成稳定电势差后，后续射入的液滴水平做匀速直线运动，则后续射入的液滴不再影响稳定电势差U的大小，故D正确。

故选AD。

（2020·云南省墨江县二中高三上学期期末）.在如图所示的竖直平面内,水平轨道CD和倾斜轨道GH与半径r=944m的光滑圆弧轨道分别相切于D点和G点,GH与水平面的夹角θ=37°．过G点、垂直于纸面的竖直平面左侧有匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度B=1.25T;过D点、垂直于纸面的竖直平面右侧有匀强电场,电场方向水平向右,电场强度E=1×104N/C．小物体P1质量m=2×10-3kg、电荷量q=+8×10-6C,受到水平向右的推力F=9.98×10-3N的作用,沿CD向右做匀速直线运动,到达D点后撤去推力．当P1到达倾斜轨道底端G点时,不带电的小物体P2在GH顶端静止释放,经过时间t=0.1s与P1相遇．P1和P2与轨道CD、GH 间的动摩擦因数均为μ=0.5,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,物体电荷量保持不变,不计空气阻力．求:(1)小物体P 1在水平轨道CD 上运动速度v 的大小;(2)倾斜轨道GH 的长度s、【答案】、1、4m/s、2、0.56m【解析】（1）设小物体P 1在匀强磁场中运动的速度为v ，受到水平外力F ，重力mg ，支持力N ，竖直向上的洛伦兹力F 1，滑动摩擦力f则F 1=qvB①N mg qvB =-，f N μ=②匀速直线运动，物体处于平衡状态；0F f -=③解得4v =m/s④说明：①③各1分，②④各2分(2)设物体P 1在G 点的速度为1v ，由于洛伦兹力不做功由动能定理知22111sin 37(1cos37)22qEr mgr mv mv ︒--︒=-⑤ 解得速度15v =m/s小物体P 1在GH 上运动受到水平向右的电场力qE ，重力mg ，垂直斜面支持力N 1，沿斜面向下的滑动摩擦力f 1设加速度为1a由牛顿第二定律有1cos37cos37N mg qE =︒+︒，11f N μ=11sin 37qE mg f ma -︒-=，⑥解得110a =m/s 2小物体P 1在GH 上匀加速向上运动=0.55m⑦小物体P 2在GH 上运动受到重力m 2g ，垂直斜面支持力N 2，沿斜面向上的滑动摩擦力f 2，加速度为2a 则2222sin 37cos37m g m g m a μ︒-︒=⑧解得22a =m/s 2小物体P 2在GH 上匀加速向下运动22212s a t ==0.01m⑨ 故轨道长12s s s =+⑩ 所以s=0.56m ⑾（2020·江西省上饶市高三上学期第一次模拟）如图所示，平面直角坐标系第一象限中，两个边长均为L 的正方形与一个边长为L 的等腰直角三角形相邻排列，三个区域的底边在x 轴上，正方形区域I 和三角形区域Ⅲ存在大小相等，方向沿y 轴负向的匀强电场．质量为m 、电量为q 的带正电粒子由正方形区域I 的顶点A 以初速度v 0沿x 轴正向射入区域I ，离开电场后打在区域Ⅱ底边的中点P ．若在正方形区域Ⅱ内施加垂直坐标平面向里的匀强磁场，粒子将由区域Ⅱ右边界中点Q 离开磁场，进入区域Ⅲ中的电场．不计重力，求：(1)正方形区域I 中电场强度E 的大小；(2)正方形区域Ⅱ中磁场磁感应强度的大小；(3)粒子离开三角形区域位置到x 轴的距离．【答案】（1）20mv E qL=；（2）02mv B qL = （3）)1L 【解析】【分析】（1）带电粒子在区域Ⅰ中做类平抛，根据平抛运动的规律列式求解场强E ；（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据几何关系求解半径，从而求解B ；（3）在Q 点进入区域Ⅲ后，若区域Ⅲ补成正方形区域，空间布满场强为E 的电场，由对称性可知，粒子将沿抛物线轨迹运动到（3L ，L ）点，离开方向水平向右，通过逆向思维，可认为粒子从（3L ，L ）点向左做类平抛运动．（1）带电粒子在区域Ⅰ中做类平抛0L v t = 212y at = y v at =Eq a m= 设离开角度为θ，则0tan yv v θ= 离开区域Ⅰ后作直线运动tan 2L yL θ-=由以上各式得 20mv E qL= 45θ=o的（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动0v =2mv qvB R=有几何关系可得R =可求得 02mv B qL= （3）在Q 点进入区域Ⅲ后，若区域Ⅲ补成正方形区域，空间布满场强为E 的电场，由对称性可知，粒子将沿抛物线轨迹运动到（3L ，L ）点，离开方向水平向右，通过逆向思维，可认为粒子从（3L ，L ）点向左做类平抛运动，当粒子运动到原电场边界时0x v t ''=212y at ''= x y L ''+=解得(2y L '=因此，距离x 轴距离 1)d L y L '=-=【点睛】带电粒子在电场中的运动往往用平抛运动的的规律研究；在磁场中做圆周运动，往往用圆周运动和几何知识，找半径，再求其他量；（2020·山东省决胜新高考名校交流高三上学期11月联考）长为2d 、间距为d 的两绝缘板上、下正对水平放置，两板间有垂直纸面向外的匀强磁场，下板中央有一粒子发射源S ，能够在纸面180︒范围内垂直磁场向两板间均匀地发射速率为v 的同种带正电的粒子，粒子打在板上即被板吸收，不考虑粒子间的相互作用，调节磁场控制器可控制磁感应强度的大小和磁场右边界的位置与形状。

2020年高考物理最新模拟试题分类汇编-带电粒子在磁场运动- (解析版)

2020年高考最新模拟试题分类汇编（4月第二期）带电粒子在磁场运动1、（2020·重庆市市直属校高三下学期3月月考）如图，纸面内有两个半径均为R 且相切的圆形磁场区域，磁感应强度大小为B ，方向垂直纸面向里；左侧有一半径同为R 的圆形导线框，导线框电阻为r 。

三圆共面且圆心在同一直线上。

现使圆形线框以v 水平向右做匀速运动，则（）A. 当 t = R vB. 当t =2R v，线框中电流第一次反向 C. 当t =3R v，线框感应电动势达到极大值 D. 在线框穿过磁场过程中，电流改变两次方向【答案】B【解析】画出圆形导线框运动的5个状态，如图所示：A ．当R t v时，导线框运动到1位置，有效切割长度为2R sin60°，线框中的感应电流BLvIr==选项A正确；B．当2Rtv=时，导线框运动到2位置，当3Rtv=时，导线框运动到3位置，从初始位置到2位置，穿过线框的磁通量变大，从2位置到3位置，穿过线框的磁通量变小，根据楞次定律可知，当2Rtv=时，导线框运动到2位置时，电流方向第一次反向，故B正确；C．当3Rtv=时，导线框运动到3位置，此时导线框的左右两侧都在切割，切割长度和方向均相同，此时的感应电动势相互抵消，实际感应电动势为0，故C错误；D．全过程中，磁感线的贯穿方向始终不变，所以线框中的电流方向改变一次，故D错误。

故选AB。

2、（2020·湖北省黄冈市八模三）如图所示，两平行的光滑金属导轨固定在竖直平面内，导轨间距为L、足够长且电阻忽略不计，条形匀强磁场的宽度为d，磁感应强度大小为B、方向与导轨平面垂直。

长度为2d 的绝缘杆将导体棒和正方形的单匝导线框连接在一起组成装置，总质量为m，置于导轨上。

导体棒与金属导轨总是处于接触状态，并在其中通以大小恒为I的电流（由外接恒流源产生，图中未画出）。

线框的边长为d（d L<），电阻为R，下边与磁场区域上边界重合。

2020年高考物理最新模拟试题分类汇编- 带电粒子在组合场运动简单应用- (解析版)

2020年高考最新模拟试题分类汇编（4月第二期）带电粒子在组合场运动简单应用1、（2020·河北省新集中学高三下学期第一次月考）如图所示，位于第一象限内半径为R 的圆形磁场与两坐标轴分别相切于P 、Q 两点，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B ，第四象限内存在沿y 轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E ．Q 点有一粒子源，可在xOy 平面内向各个方向发射速率均为v 的带正电粒子，其中沿x 轴正方向射入磁场的粒子恰好从P 点射出磁场．不计重力及粒子之间的相互作用．(1)求带电粒子的比荷qm； (2)若AQ 弧长等于六分之一圆弧，求从磁场边界上A 点射出的粒子，由Q 点至第2次穿出磁场所经历的时间．【答案】(1)q v m BR = (2)(22R BR t v Eπ+-=+ 【解析】(1)由几何关系得：粒子做圆周运动的半径r=R根据洛伦兹力提供向心力可得：2v qvB m r=解得：q v m BR= (2)由于粒子轨迹半径和圆半径相等，则无论粒子沿哪个方向射入磁场，从磁场中射出时速度方向均沿y 轴负方向；若AQ 弧长等于六分之一圆弧，粒子的运动轨迹如图所示：粒子在磁场中运动周期：2RT vπ=粒子在QA 段运动时间：16T t =无场区AB 段距离：cos30x R R =-︒ 粒子在AB 段运动时间：22x t v=粒子在电场中运动时由牛顿第二定律：qE ma =在电场中运动时间：32v t a = 粒子在AC 段运动时间：43T t = 总时间：1234t t t t t =+++代入数据得：(22R BRt v Eπ+=+2、（2020·贵州省铜仁市高三下学期适应性测试一）如图所示，空间存在一方向竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场。

电场强度的大小为E ，磁感应强度的大小为B ，电场和磁场的分界面为水平面，用图中虚线表示。

界面上O 点是电场中P 点的垂足，M 点位于O 点的右侧，OM =d ，且与磁场方向垂直。

2020高考物理模拟卷含答案解析(4)

2020高考物理模拟卷(4)(建议用时:60分钟满分:110分)二、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分.在每小题给出的四个选项中,第14～18题只有一项符合题目要求,第19～21题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)14.利用氢原子能级跃迁时辐射出来的电磁波去控制校准石英钟,可以制成氢原子钟.如图所示为氢原子的能级图,则下列说法正确的是( )A.当氢原子处于不同能级时,核外电子在各处出现的概率是一样的B.氢原子从n=4能级跃迁到n=3能级比从n=2能级跃迁到n=1能级辐射出电磁波的波长长C.当用能量为11 eV的电子撞击处于基态的氢原子时,氢原子一定不能跃迁到激发态D.从n=4能级跃迁到n=2能级时释放的光子可以使逸出功为2.75 eV 的金属发生光电效应15.粗糙水平地面上的物体,在一个水平恒力作用下做直线运动,其v-t图象如图所示,下列物理量中第1 s内与第2 s内相同的是( )A.摩擦力的功B.摩擦力的冲量C.水平恒力的功D.水平恒力的冲量16.如图所示,用铰链将三个质量均为m的小球A,B,C与两根长为L的轻杆相连,B,C置于水平地面上,系统静止时轻杆竖直,现给系统一个微小扰动,B,C在杆的作用下向两侧滑动,三小球始终在同一竖直平面内运动,忽略一切摩擦,重力加速度为g,则此过程中( )A.球A的机械能一直减小B.球C的机械能一直增大C.球B对地面的压力不可能小于mgD.球A落地的瞬时速度为17.如图,虚线Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ分别表示地球卫星的三条轨道,其中轨道Ⅰ为与第一宇宙速度7.9 km/s对应的近地环绕圆轨道,轨道Ⅱ为椭圆轨道,轨道Ⅲ为与第二宇宙速度11.2 km/s对应的脱离轨道,a,b,c三点分别位于三条轨道上,b点为轨道Ⅱ的远地点,b,c点与地心的距离均为轨道Ⅰ半径的2倍,则( )A.卫星在轨道Ⅱ的运行周期为轨道Ⅰ的2倍B.卫星经过a点的速率为经过b点的倍C.卫星在a点的加速度大小为在c点的4倍D.质量相同的卫星在b点的机械能等于在c点的机械能18.在冰壶比赛中,红壶以一定速度与静止在大本营中心的蓝壶发生对心碰撞,碰撞时间极短,如图(甲)所示.碰后运动员用冰壶刷摩擦蓝壶前进方向的冰面,来减小阻力.碰撞前后两壶运动的v–t图象如图(乙)实线所示,其中红壶碰撞前后的图线平行.已知两冰壶质量相等,由图象可得( )A.红、蓝两壶的碰撞可能是弹性碰撞B.碰撞后,蓝壶的瞬时速度为0.8 m/sC.碰撞后,红、蓝两壶运动的时间之比为1∶6D.碰撞后,红、蓝两壶与冰面间的动摩擦因数之比为4∶519.某住宅小区的应急供电系统,由交流发电机和副线圈匝数可调的理想变压器组成,发电机中矩形线圈电阻不计,它可绕轴OO′在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω匀速转动,降压变压器副线圈上的滑动触头P上下移动时,可改变输出电压,R0表示输电线电阻,下列判断正确的是( )A.若发电机线圈某时刻处于图示位置,变压器原线圈的电流瞬时值最大B.当用户数目增多时,为使用户电压保持不变,滑动触头P应向下滑动C.若滑动触头P向下滑动,流过R0的电流将变大D.若发电机线圈的转速减为原来的一半,用户获得的功率也将减为原来的一半20.如图所示,在半径为R的圆形区域内充满磁感应强度为B的匀强磁场,MN是一竖直放置的感光板.从圆形磁场最高点P以速度v垂直磁场正对着圆心O射入带正电的粒子,且粒子所带电荷量为q、质量为m,不考虑粒子重力,关于粒子的运动,以下说法正确的是( )A.粒子在磁场中通过的弧长越长,运动时间也越长B.射出磁场的粒子其出射方向的反向延长线也一定过圆心OC.射出磁场的粒子一定能垂直打在MN上D.只要速度满足v=,入射的粒子出射后一定垂直打在MN上21.一长为L的绝缘细线,上端固定,下端拴一质量为m、带电荷量为q 的小球,处于如图所示的水平向右的匀强电场中.开始时,将细线与小球拉成水平,小球静止在A点,释放后小球由静止开始向下摆动,当细线转过60°角时,小球到达B点的速度恰好为零,则( )A.A,B两点的电势差U AB=-B.匀强电场的电场强度大小E=C.小球所带电荷为正电荷D.小球到达B点时,细线对小球的拉力大小F TB=mg三、非选择题(包括必考题和选考题两部分,第22～25题为必考题,每个试题考生都必须作答.第33～34题为选考题,考生根据要求作答)(一)必考题:共47分.22.(6分)某实验小组利用如图(甲)所示的装置探究弹簧弹性势能与形变量的关系,竖直悬挂的轻弹簧下端有一水平轻杆,可以推动竖直刻度尺边缘的指针.在弹簧下端轻绳套不挂钩码的情况下,调节铁架台使弹簧下端轻杆推动指针与刻度尺0刻度对齐.在轻绳套上挂钩码,由静止释放轻杆推动指针向下运动,可记录钩码运动到最低点指针对应的位置.已知钩码运动到最低点时符合2mg=kx,g=10 m/s2.(1)图(乙)为某次实验中指针的最低位置,其读数为cm.(2)根据多次实验得出钩码质量m与指针读数x的图象如图(丙)所示,可知弹簧弹性势能E p与弹簧伸长量x的关系为(选填“E p与x成正比”或“E p与x2成正比”).(3)由图(丙)可得弹簧的劲度系数为N/m.23.(9分)为测量某微安表G(量程200 μA,内阻大约2 200 Ω)的内阻,有以下器材可供选择:A.电压表(0～3 V);B.电压表(0～15 V);C.滑动变阻器(0～10 Ω);D.滑动变阻器(0～1 kΩ);E.电源E(电动势约为6 V);F.电阻箱R Z(最大阻值为9 999 Ω).开关S一个,导线若干.(1)按图(甲)所示电路图将(乙)图中的实物连线.(2)实验过程为:合上开关S,先调节R使电压表读数为U,再调节电阻箱(此时电压表读数几乎不变),使微安表指示为满偏,记下此时电阻箱阻值为R1=8 056 Ω;然后再调节R,使电压表读数为U,再调节电阻箱(此时电压表读数几乎不变),使微安表指示为满偏,记下此时电阻箱阻值为R2[如图(丙)所示].电压表应选,滑动变阻器应选.(填字母代号)电阻箱的读数R2= Ω,待测微安表的内阻R g= Ω.24.(12分)如图所示,在水平面内放置着金属导轨OAC,OA段是直径为a的半圆,AC段是半径为a的圆弧,半圆、圆弧和虚线CO围成的区域内充满垂直于水平面向下的匀强磁场(未画出),磁感应强度大小为B;其余区域没有磁场.OP是一根长为a的均匀细金属棒,以恒定的角速度ω绕O点顺时针旋转,旋转过程中金属棒OP与圆弧均接触良好.已知金属棒OP的电阻为R0,两个圆弧的电阻可忽略,开始时P点与A点重合.求:(1)t(T<)时刻,金属棒OP产生的感应电动势的大小.(2)t(T<)时刻,金属棒OP所受到的安培力的大小.25.(20分)如图所示,质量m1=1 kg的木板静止在倾角为θ=30°足够长的、固定的光滑斜面上,木板下端上表面与半径R= m的固定的光滑圆弧轨道相切,圆弧轨道最高点B与圆心O等高.一质量m2=2 kg、可视为质点的小滑块以v0=15 m/s 的初速度从长木板顶端沿木板滑下,已知滑块与木板之间的动摩擦因数μ=,木板每次撞击圆弧轨道时都会立即停下而不反弹,最终滑块未从木板上端滑出,取重力加速度g=10 m/s2.求:(1)滑块离开圆弧轨道B点后上升的最大高度.(2)木板的最小长度.(3)木板与圆弧轨道第二次碰撞时损失的机械能.(保留三位有效数字)(二)选考题:共15分.(请考生从给出的2道物理题中任选一题作答)33.[物理—选修3-3](15分)(1)(5分)下列说法正确的是.(填正确答案标号.选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分.每选错1个扣3分,最低得分为0分)A.单晶体有固定熔点,而多晶体没有固定熔点B.给自行车打气时气筒压下后反弹,是由分子斥力造成的C.一切自然过程总沿着分子热运动的无序性增大的方向进行D.影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受的因素是空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距E.物体内能的微观决定因素是分子势能、分子平均动能和分子总数;宏观决定因素是物体的体积、物体的温度及物质的量(2)(10分)空调在制冷过程中,室内空气中的水蒸气接触蒸发器(铜管)液化成水,经排水管排走,空气中水分越来越少,人会感觉干燥.某空调工作一段时间后,排出液化水的体积V=1.0×103 cm3.已知水的密度ρ=1.0×103 kg/m3、摩尔质量M=1.8×10-2 kg/mol,阿伏加德罗常数N A=6.0×1023 mol-1.试求:(结果均保留一位有效数字)①该液化水中含有水分子的总数N.②一个水分子的直径d.34.[物理—选修3-4](15分)(1)(5分)已知波源的平衡位置在O点,t=0时刻开始做振幅为50 cm 的简谐振动,频率为20 Hz,发出一列横波沿x轴正方向传播,如图所示为P点恰好开始振动时的波形,P,Q两质点平衡位置坐标分别为P(6 m,0)、Q(28 m,0),则下列说法正确的是.(填正确答案标号.选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分.每选错1个扣3分,最低得分为0分)A.这列波的波速为40 m/sB.当t=0.35 s时,Q点刚开始振动C.波源刚开始振动时的运动方向沿y轴负方向D.Q点刚开始振动时,P点恰位于平衡位置E.Q点刚开始振动之前,P点经过的路程为14.0 m(2)(10分)一厚度均匀的圆形玻璃管内径为16 cm,外径为24 cm.一条光线从玻璃管壁中点入射,光线AB与竖直方向成60°角,与直径MN 在同一竖直面内,如图所示.该玻璃的折射率为,光速c=3.0×108 m/s.①光线经玻璃管内壁折射后从另一侧内壁下端射出玻璃管,求玻璃管的长度.②保持入射点不动,调整入射角.求光线AB在玻璃管内壁处恰好发生全反射时,光线在玻璃管中传播的时间.(以上结果均保留2位有效数字)参考答案14.B 氢原子处于不同能级时,核外电子在各处出现的概率不同,故A 错误;从n=4能级跃迁到n=3能级比从n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光子能量小,即辐射的电磁波的频率小,波长长,故B正确;当用能量为11 eV的电子撞击处于基态的氢原子时,氢原子可以吸收其中的10.2 eV的能量,可能跃迁到激发态,故C错误;从n=4能级跃迁到n=2能级时释放的光子的能量为E=E4-E2=-0.85 eV+3.4 eV=2.55eV<2.75 eV,不能使逸出功为2.75 eV的金属发生光电效应,故D错误.15.D 由图象可知,物体在摩擦力和恒力F作用下先向正方向做匀减速直线运动,然后反向加速,由图象可知,第1 s内与第2 s内的位移不同,摩擦力的功不同,水平恒力的功也不同,故A,C错误;第1 s内与第2 s内摩擦力的方向不同,摩擦力的冲量不同,故B错误;水平恒力的冲量I=Ft,则水平恒力的冲量相同,故D正确.16.D A,B,C组成的系统机械能守恒,在A落地前,B,C运动;在A落地时,B,C停止运动.由系统机械能守恒可知,A的机械能先减小后增大,B,C的动能先增大后减小,即C的机械能先增大后减小,故A,B错误;在A落地前B做减速运动的过程中,轻杆对B有斜向上的拉力,B 对地面的压力小于mg,故C错误;对A根据动能定理可得mgL=mv2,解得v=,故D正确.17.C 由开普勒第三定律可得=,解得=,故A错误;由万有引力提供向心力得G=m,解得v=,如果卫星在b点做匀速圆周运动,则卫星经过a点的速率为经过b点的倍,但卫星在Ⅱ轨道做椭圆运动经过b点的速率小于做匀速圆周运动的速率,所以卫星经过a点的速率大于经过b点速率的倍,故B错误;由公式a=可知,卫星在a 点的加速度大小为在c点的4倍,故C正确;卫星在b,c两点的重力势能相等,卫星在c点的动能大于在b点的动能,卫星在b点的机械能小于在c点的机械能,故D错误.18.B 设碰后蓝壶的速度为v,碰前红壶的速度v0=1.0 m/s,碰后速度为v0′=0.2 m/s,碰撞过程系统动量守恒,由动量守恒定律得mv0=mv0′+mv,代入数据解得v=0.8 m/s,碰撞过程两壶损失的动能为ΔE k=m-mv0′2-mv2=0.16m>0,红蓝两壶碰撞过程是非弹性碰撞,故A错误,B正确;设碰撞后,蓝壶经过t蓝时间停止运动,根据三角形相似法有,=,蓝壶运动时间t蓝=5 s,由v t图象可知,红壶的加速度大小为a红== m/s2=0.2 m/s2,碰撞后红壶的运动时间为t红==s=1 s,碰撞后红、蓝壶运动时间之比为1∶5,C错误;蓝壶的加速度大小为a蓝== m/s2=0.16 m/s2,由牛顿第二定律得a=μg,解得动摩擦因数μ=,红、蓝壶与冰面间的动摩擦因数之比为===,D错误.19.BC 图示位置线圈的磁通量最大,穿过线圈磁通量的变化率为零,感应电动势为零,变压器原线圈的电流瞬时值为零,A错误;当用户数目增多时,负载电阻减小,副线圈输出电流增大,输电线上的电压损失变大,用户得到的电压变小,为使用户电压不变,应增大副线圈的匝数,提高输出电压,滑动触头P应向下滑动,B正确;若滑动触头P向下滑动,副线圈输出电压增大,在用户负载不变的情况下,流过R0的电流将增大,C正确;若发电机线圈的转速减为原来的一半,感应电动势的最大值E m=NBSω将减为原来的一半,变压器原线圈两端的电压的有效值减为原来的一半,副线圈输出电压U也减为原来的一半,用户得到的功率P用=IU-I2R0,减为原来的四分之一,故D错误.20.BD 速度不同的同种带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期相等,对着圆心入射的粒子,速度越大在磁场中轨道半径越大,弧长越长,轨迹对应的圆心角θ越小,由t=T知,运动时间t越小,故A错误;带电粒子的运动轨迹是圆弧,根据几何知识可知,对着圆心入射的粒子,其出射方向的反向延长线一定过圆心,故B正确;速度不同,半径不同,轨迹对应的圆心角不同,对着圆心入射的粒子,出射后不一定垂直打在MN上,与粒子的速度有关,速度满足v=时,粒子的轨迹半径为r==R,粒子一定垂直打在MN板上,故C错误,D正确.21.ACD 小球由A到B过程中,由动能定理得mgLsin 60°+qU AB=0,解得U AB=-=-,故A正确;匀强电场的电场强度大小为E==,故B错误;小球在B点受到水平向右的电场力,与电场方向相同,小球带正电荷,故C正确;小球在AB间摆动,由对称性得知,B处细线拉力与A处细线拉力大小相等,在A处,由水平方向平衡有F TA=qE=mg,在B点,细线的拉力F TB=F TA=mg,故D正确.22.解析:(1)由图示刻度尺可知,其分度值为 1 mm,所以示数为3.60 cm.(2)钩码到达最低点时速度为零,钩码动能为零,由能量守恒定律得,mgx=E p,又2mg=kx,整理可得E p=kx2,即E p与x2成正比.(3)由2mg=kx得m=x,结合图象可知==,解得k=50 N/m.答案:(1)3.60 (2)E p与x2成正比(3)50评分标准:每问2分.23.解析:(1)根据电路图,实物连线如图所示.(2)因为电源电动势约为6 V,B电压表量程太大,故电压表选A,但操作时,需注意不能超过A电压表的量程.要使调节电阻箱时电压表读数几乎不变,微安表内阻应远大于滑动变阻器阻值,故滑动变阻器选C;由题图(丙)可知,电阻箱的读数R2=4 653 Ω;由题意有(R g+R1)I g=U,(R g+R2)I g=U,联立解得,待测微安表的内阻R g=2 153 Ω.答案:(1)见解析图(2)A C 4 653 2 153评分标准:第(1)问3分;第(2)问,前两个空各1分,后两个空各2分.24.解析:(1)经过时间t,OP转过的弧度为ωt,其有效切割长度l=a(1-cos ωt)(2分)P点的线速度v P=ωa(1分)棒与AO弧的交点Q点的线速度v Q=ωa·cos ωt(2分)由法拉第电磁感应定律,电动势E=Bl(1分)=(1分)联立得E=.(1分)(2)由闭合电路欧姆定律I=(1分)PQ间的电阻R=R0·(1分)金属棒OP所受安培力F=BIl(1分)F=.(1分)答案:(1)(2)25.解析:(1)由滑块与木板之间的动摩擦因数μ==tan 30°可知,滑块在木板上匀速下滑,即滑块到达A点时速度大小依然为v0=15 m/s,设滑块离开圆弧轨道B点后上升的最大高度为h,则由机械能守恒定律可得m 2=m2g(Rcos θ+h)(2分)解得h=9.75 m.(1分)(2)由机械能守恒定律可得滑块回到木板底端时速度大小为v0=15 m/s,滑上木板后,木板的加速度为a1,则有μm2gcos θ-m1gsin θ=m1a1(1分)滑块的加速度为a2,则有μm2gcos θ+m2gsin θ=m2a2(1分)设经过t1时间后两者共速,共同速度为v1,由运动学公式可知v1=v0-a2t1=a1t1(1分)该过程中木板走过的位移x 1=t1(1分)滑块走过的位移x2=t1(1分)之后一起匀减速运动至最高点,滑块最终未从木板上端滑出,则木板的最小长度L=x2-x1(1分)联立解得L=7.50 m(1分)(3)滑块和木板一起匀减速运动至最高点,然后一起滑下,加速度均为a3,由牛顿第二定律可知(m1+m2)gsin θ=(m1+m2)a3(1分)一起匀减速向上运动的位移x3=(1分)木板从最高点再次滑至A点时的速度为v2,由运动学公式可知x1+x3=(1分)滑块第三次、第四次到达A点时的速度大小均为v2,第二次冲上木板,设又经过时间t2两者共速,共同速度为v3,由运动学公式可知v3=v2-a2t2=a1t2(1分)该过程中木板走过的位移x 4=t2(1分)一起匀减速向上运动的位移x5=(1分)设木板第二次滑至A点时的速度为v4,由运动学公式可知:x4+x5=(1分)木板与圆弧轨道第二次碰撞时损失的机械能为ΔE=m 1(2分)联立解得ΔE= J≈5.56 J.(1分)答案:(1)9.75 m (2)7.50 m (3)5.56 J33.解析:(1)单晶体和多晶体都有固定熔点,故A错误;给自行车打气时气筒压下后反弹,不是由分子斥力造成的,而是因为气筒内的气体压强大于外部大气压的原因,故B错误;由热力学第二定律可知:一切自然过程总沿着分子热运动的无序性增大的方向进行,故C正确;影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受的因素是空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距,故D正确;从微观上来看,内能由分子的平均动能、分子势能和分子总数共同决定;从宏观上来看,内能取决于物体的温度、体积和物质的量,E正确.(2)①V=1.0×103 cm3,水的物质的量n=(2分)水分子数:N=nN A(2分)则得N=N A=×6×1023个≈3×1025个.(1分)②建立水分子的球模型.每个水分子的体积为V0===(2分)又V0=πd3(1分)故得水分子直径d=,(1分)解得d≈4×10-10 m.(1分)答案:(1)CDE (2)①3×1025个②4×10-10 m34.解析:(1)波的频率为20 Hz,周期为T=0.05 s;OP=6 m=1.5λ,则波长λ=4 m,则波速v== m/s=80 m/s,故A错误;振动从O传到Q的时间t== s=0.35 s,故B正确;由波形图可知,P点开始起振的方向沿-y方向,则波源刚开始振动时的运动方向沿y轴负方向,故C正确;因PQ=22 m=5λ,则Q点刚开始振动时,P点恰位于平衡位置,故D正确;Q 点刚开始振动之前,P点要振动5T,则经过的路程为5.5×4A=22A=22×0.5 m=11 m,故E错误.(2)①光在两个界面的入射角和折射角分别是θ1,θ2,θ3,θ4,根据折射定律得n=(1分)解得θ2=45°(1分)n=(1分)由几何知识有θ2+θ3=90°解得θ4=60°(1分)玻璃管的长度为L=+D 1tan θ4=(2+16)cm=0.30 m.(2分)②当光在管内壁处恰发生全反射时,时间最长,光通过的路程为x=(1分)另有sin C=,v=,x=vt(2分)则光线AB在玻璃管中传播的最长时间为t=1.5×10-9 s.(1分)答案:(1)BCD (2)①0.30 m ②1.5×10-9 s。

2020年5月全国百名校最新高考物理带电粒子在组合场运动模拟试题汇编(4页)

2020年5月全国百名校最新高考物理带电粒子在组合场运动模拟试题汇编1、（2020·广东省广州市广大附中高三下学期3月理综）1932年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器，如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场与D形盒面垂直，两盒间的狭缝很小，粒子穿过的时间可忽略，它们接在电压为U、周期为T的交流电源上，中心A处粒子源产生的粒子飘人狭缝中由初。

速度为零开始加速，最后从出口处飞出。

D形盒的半径为R，下列说法正确的是（）A．粒子在出口处的最大动能与加速电压U有关B．粒子在出口处的最大动能与D形盒的半径无关C．粒子在D形盒中运动的总时间与交流电的周期T有关D．粒子在D形盒中运动的总时间与粒子的比荷无关2、（2020·吉林省长春市六中高三下学期3月线上二模模拟）平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在垂直于平面向里的匀强磁场，第Ⅲ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，如图所示．一带负电的粒子从电场中的Q点以速度v0沿x轴正方向开始运动，Q点到y轴的距离为到x轴距离的2倍．粒子从坐标原点O离开电场进入磁场，最终从x轴上的P点射出磁场，P点到y轴距离与Q点到y轴距离相等．不计粒子重力，问：(1)粒子到达O点时速度的大小和方向；(2)电场强度和磁感应强度的大小之比．3、（2020·黑龙江省实验中学高三下学期2月第一次月考）.如图所示，在xOy m≤x ＜0的区域有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B＝0.32 T，0≤x＜2.56 m的区域有沿x-方向的匀强电场。

在x轴上坐标为(0)，的S点有一粒子源，它一次能沿纸面同时向磁场内每个方向各发射一个比荷qm＝5.0×107 C/kg，速率v＝1.6×106 m/s的带正电粒子。

若粒子源只发射一次，其中只有一个粒子Z刚好能到达电场的右边界，不计粒子的重力和粒子间的相互作用。

求：(1)带电粒子在磁场中运动的轨道半径r；(2)电场强度的大小E及Z粒子从S点发射时的速度方向与磁场左边界的夹角θ；(3)Z粒子第一次刚进入电场时，还未离开过磁场的粒子占粒子总数的比例η。

2020年高考物理《带电粒子在复合场中的运动》专题训练卷及答案解析

2020年高考物理专题训练卷带电粒子在复合场中的运动一、选择题1.质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具。

图中的铅盒A 中的放射源放出大量的带正电粒子(可认为初速度为零)，从狭缝S 1进入电压为U 的加速电场加速后，再通过狭缝S 2从小孔G 垂直于MN 射入偏转磁场，该偏转磁场是以直线MN 为切线、磁感应强度为B 、方向垂直于纸面向外、半径为R 的圆形匀强磁场。

现在MN 上的F 点(图中未画出)接收到该粒子，且GF ＝3R ，则该粒子的比荷为(粒子的重力忽略不计)A.8U R 2B2 B.4U R 2B 2 C.6U R 2B 2 D.2UR 2B 2解析设离子被加速后获得的速度为v ，由动能定理有qU ＝12mv 2，由几何知识知，离子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径r ＝3R 3，又Bqv ＝m v 2r ，可求q m ＝6U R 2B 2，故C 正确。

答案 C2.(多选)所示，空间某处存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，一个带负电的金属小球从M 点水平射入场区，经一段时间运动到N 点，关于小球由M 到N 的运动，下列说法正确的是A．小球可能做匀变速运动B．小球一定做变加速运动C．小球动能可能不变D．小球机械能守恒解析小球从M到N，在竖直方向上发生了偏转，受到竖直向下的重力、竖直向上的电场力以及洛伦兹力，由于速度方向变化，则洛伦兹力方向变化，所以合力方向变化，故不可能做匀变速运动，一定做变加速运动，A错误、B正确；若电场力和重力等大反向，则运动过程中电场力和重力做功之和为零，而洛伦兹力不做功，所以小球的动能可能不变，C正确；小球运动过程中，电场力做功，故小球的机械能不守恒，D错误。

答案BC3.在高能物理研究中，回旋加速器起着重要作用，其工作原理如图所示：D1和D2是两个中空、半径固定的半圆金属盒，它们之间有一定的电势差，两个半圆盒处于与盒面垂直的匀强磁场中；中央O处的粒子源产生的α粒子，在两盒之间被电场加速，α粒子进入磁场后做匀速圆周运动。

专辑20 带电粒子在叠加场运动- 2020年高考物理最新模拟试题分类汇编(4月第一期)(解析版)

2020年高考最新模拟试题分类汇编（4月第一期）带电粒子在叠加场运动1、（2020·江苏省扬州市高三下学期阶段测试一）磁流体发电机的结构简图如图所示。

把平行金属板A 、B 和电阻R 连接，A 、B 之间有很强的磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）以速度v 喷入磁场，A 、B 两板间便产生电压，成为电源的两个电极。

下列推断正确的是（）A. A 板为电源的正极B. 电阻R 两端电压等于电源的电动势C. 若减小两极板距离，则电源的电动势会减小D. 若增加两极板的正对面积，则电源的电动势会增加【答案】C【解析】A ．等离子体进入磁场，根据左手定则，正电荷向下偏转，所以B 板带正电，为电源的正极，A 极为电源的负极，故A 错误；B ．分析电路结构可知，A 、B 为电源的两极，R 为外电路，故电阻R 两端电压为路端电压，小于电源的电动势，故B 错误；CD ．粒子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡，有 U qvB q d解得的U Bdv=减小两极板的距离d，电源的电动势减小，增加两极板的正对面积，电动势不变，故C正确，D错误。

故选C。

3、（2020·湖北省襄阳三中高三下学期3月线上测试）如图所示，H1、H2是同种金属材料（自由电荷为电子）、上下表面为正方形的两个霍尔元件，H1的边长和厚度均为H2边长和厚度的2倍。

将两个霍尔元件放置在同一匀强磁场B中，磁场方向垂直于两元件正方形表面。

在两元件上加相同的电压，形成图示方向的电流，M、N两端形成霍尔电压U，下列说法正确的是（）A．H1中的电流强度是H2中电流强度的2倍B．H1、H2上M端电势高于N端电势C．H1中产生的霍尔电压是H2中产生的霍尔电压的2倍D．H1中产生的霍尔电压等于H2中产生的霍尔电压【答案】AD【解析】A.根据电阻LRSρ=，设正方形金属导体边长为a，厚度为b，则aRab bρρ==，则2R1=R2，在两导体上加上相同电压，则R 1中的电流等于R 2中电流的2倍，故A 正确；B.电子定向移动的分析与电流方向反向，在磁场中受到洛伦兹力作用，根据左手定则可知，向M 表面偏转，所以M 端电势低于N 端电势，故B 错误；CD.根据电场力与洛伦兹力平衡，则有H U evB ea=，由电流： U I nesv neabv R===，及电阻： a R ab bρρ== 联立解得： H I BUab BU U Bav Ba neab ne ab ne ρρ====，则有H 1中产生的霍尔电压和H 2中产生的霍尔电压相等，故C 错误，D 正确；故选：AD 。