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1专题11带电粒子在电磁场中运动2019年高三二模、三模物理试题分项解析（II）一．选择题1.（2019南昌模拟）如图所示，带电小球a以一定的初速度v0竖直向上抛出，能够达到的最大高度为ha；带电小球b在水平方向的匀强磁场以相同的初速度v0竖直向上抛出，上升的最大高度为hb；带电小球c在水平方向的匀强电场以相同的初速度v0竖直向上抛出，上升的最大高度为hc，不计空气阻力，三个小球的质量相等，则A．.它们上升的最大高度关系为ha=hb=hcB．.它们上升的最大高度关系为hbha=hcC．到达最大高度时，b小球动能最小D．到达最大高度时，c小球机械能最大2.（2019年3月兰州模拟）质量为m、带电量为+q的小球套在水平固定且足够长的粗糙绝缘杆上，如图所示，整个装置处于磁感应强度为B、垂直纸面向里的水平匀强磁场中。现给小球一个水平向右的初速度v0使其开始运动，不计空气阻力，则对小球从开始到最终稳定的过程中，下列说法正确的是A.一定做减速运动B.运动过程中克服摩擦力做的功可能是0C.最终稳定时的速度一定是mg/qBD.最终稳定时的速度可能是03．（4分）（2019山东济南期末）如图所示，两竖直平行边界内，匀强电场方向竖直（平行纸面）向下，匀强磁场方向垂直纸面向里。一带负电小球从P点以某一速度垂直边界进入，恰好沿水平方向做直线运动。若增大小球从P点进入的速度但保持方向不变，则在小球进入的一小段时间内（）2A．小球的动能减小B．小球的电势能减小C．小球的重力势能减小D．小球的机械能减小4．（6分）（2019湖北四地七校考试联盟期末）现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图所示，其中加速电压恒定。质子（H）在入口处从静止开始被电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。若换作α粒子（He）在入口处从静止开始被同一电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的倍数是（）A．B．C．2D．二．计算题1.（20分）（2019郑州二模）如图所示，三块挡板围成截面边长L＝1.2m的等边三角形区域，C、P、Q分别是MN、AM和AN中点处的小孔，三个小孔处于同一竖直面内，MN水平，MN上方是竖直向下的匀强电场，场强N/C。三角形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B1；AMN以外区域有垂直纸面向外，磁感应强度大小为B2＝3B1的匀强磁场。现将一比荷C/kg的帯正电的粒子，从O点由静止释放，粒子从MN小孔C进入内部匀强磁场，经内部磁场偏转后直接垂直AN经过Q点进入外部磁场。已知粒子最终回到了O点，OC相距2m。设粒子与挡板碰撞过程中没有动能损失，且电荷量不变，不计粒子重力，不计挡板厚度，取＝3。求：（1）磁感应强度B1的大小；（2）粒子从O点出发，到再次回到O点经历的时间；3（3）若仅改变B2的大小，当B2满足什么条件时，粒子可以垂直于MA经孔P回到O点（若粒子经过A点立即被吸收）。2.(20分)（2019河北唐山期末）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v0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的位置到x轴的距离。3．（15分）(2019江苏常州期末)实验中经常利用电磁场来改变带电粒子运动的轨迹。如图所示，氕（H）、氘（H）、氚（H）三种粒子同时沿直线在纸面内通过电场强度为E、磁感应强度为B的复合场区域。进入时氕与氘、氘与氚的间距均为d，射出复合场后进入y轴与MN之间（其夹角为θ）垂直于纸面向外的匀强磁场区域Ⅰ，然后均垂直于边界MN射出。虚线MN与PQ间为真空区域Ⅱ且PQ与MN平行。已知质子比荷为，不计重力。（1）求粒子做直线运动时的速度大小v；（2）求区域Ⅰ内磁场的磁感应强度B1；4（3）若虚线PQ右侧还存在一垂直于纸面的匀强磁场区域Ⅲ，经该磁场作用后三种粒子均能汇聚于MN上的一点，求该磁场的最小面积S和同时进入复合场的氕、氚运动到汇聚点的时间差△t。4．（18分）（2019湖北四地七校考试联盟期末）如图所示，在竖直平面内的矩形区域的坐标原点O处有一个带电微粒源，微粒发射方向均在xOy平面内。微粒质量均为m，带正电荷量均为q，重力加速度大小为g，（解题过程中可能用到≈4.6、≈6.5）。（1）若整个矩形区域内存在与x轴方向平行的匀强电场，从O点处射入一初速度沿x轴正方向的微粒，发现其从坐标（3b，3b）处垂直于x轴方向射出矩形区域，求此微粒的初速度大小v1以及电场强度的大小E；（2）将电场方向改为竖直向上，再在整个矩形区域内加上垂直于xOy平面向里的有界匀强磁场B．微粒源从O点处发射的微粒速度大小v2（v2不等于v1）均相等，速度大小v2介于～之间，入射方向在x轴和y轴所夹的90°角范围内连续均匀分布。现测得在矩形区域内运动时间最长的微粒在进出该区域时速度方向改变了90°．请你分析说明微粒的运动特点并求入射微粒的速度大小v2。