- 二一组卷

题型：解答题题类：难易度：困难

湖南省衡阳市衡阳县第二中学2024-2025学年高三上学期开学摸底考试物理试卷 A卷

如图所示，在平面直角坐标系xOy中， $\text{[math]}$ 四点的坐标分别为 $\text{[math]}$ 。 $\text{[math]}$ 内（包含边界）有垂直坐标平面向里的匀强磁场（磁感应强度大小B未知）；第Ⅰ、Ⅳ象限（含y轴）存在电场强度大小相同的匀强电场，方向分别沿y轴负方向和正方向。质量为m、电荷量为 $\text{[math]}$ 的带电粒子在坐标平面内从P点沿与x轴负方向成θ角的方向射入第Ⅰ象限，经电场偏转后从Q点以速率 $\text{[math]}$ 垂直y轴射进磁场，经磁场偏转后恰好未从SK边界射出磁场，然后粒子分别第二次通过x轴、y轴。粒子重力不计，整个装置处于真空中。

（1）、求电场强度大小E和夹角θ。

（2）、求粒子在第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ象限内运动的总时间 $\text{[math]}$ 。

（3）、若其他条件不变，仅在第Ⅳ象限添加磁感应强度大小为3B（未知）、方向垂直坐标平面向外的匀强磁场（未画出），求粒子进入第Ⅳ象限后距离y轴最远时的纵坐标 $\text{[math]}$ 。

举一反三

如图，内径为r、外径为2r的圆环内有垂直纸面向里、磁感应强度为B₂的匀强磁场。圆环左侧的平行板电容器两板间距离为r，电压为U，板间匀强磁场磁感应强度大小为B₁ ，方向垂直纸面向里。质量为m、电量为q的正离子从左侧水平飞入，在两板间恰好做匀速直线运动，并沿圆环直径方向射入B₂磁场，求：

（1）离子射入两板间的速率；

（2）离子在B₂磁场中做圆周运动的半径：

（3）要使离子不进入小圆区域，磁感应强度B₂的取值范围。

如图甲的空间直角坐标系Oxyz中，存在沿y轴正方向的匀强磁场，其内有一边长为L的立方体区域。现有质量为 m、电荷量为 q的带正电粒子（不计重力），以初速度v₀从a点沿x轴正方向进入立方体区域，恰好从 b点射出。

（1）求该匀强磁场的磁感应强度 B的大小；

（2）若在该区域加一个沿y轴负方向的匀强电场，让粒子仍从 a点以初速度v₀沿 x轴正方向进入该区域，为使粒子从 b^'点射出。求匀强电场的电场强度 E₁的大小；

（3）若在该区域加上方向沿 x 轴负方向的匀强电场，电场强度大小为 $\text{[math]}$ ，该粒子仍从 a 点沿 x 轴正方向以初速度v₀射入立方体区域，求粒子射出立方体区域时与 a点的距离 s；

（4）若撤去原来的电场和磁场，在该区域加方向沿x轴负方向的磁场B_x和沿y轴正方向的磁场B_y ，磁感应强度B_x、B_y的大小随时间t周期性变化的规律如图乙所示。t = 0时刻，粒子仍从a点以初速度v₀沿x轴正方向进入该区域，要使粒子从平面 $\text{[math]}$ 离开此区域，且速度方向与z轴正方向的夹角为53°，sin 53°= 0.8，cos 53°= 0.6 ，求磁感应强度B₀的可能取值。