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题型：解答题题类：难易度：普通

广东省广州市真光中学2024-2025学年高三上学期8月开学质量检测物理试题

如图，有一个正方体空间Ⅰ $\text{[math]}$ 和一个长方体空间Ⅱ $\text{[math]}$ 相拼接。以 $\text{[math]}$ 为坐标原点，建立如图的空间直角坐标系 $\text{[math]}$ 。空间Ⅰ内存在沿z轴负方向的匀强电场（图中未画出），空间Ⅱ内存在沿z轴正方向的匀强磁场（图中未画出）。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从 $\text{[math]}$ 边的中点P以初速度 $\text{[math]}$ 沿x轴正方向射入空间Ⅰ，恰好经过正方形 $\text{[math]}$ 的中心点Q，并最终从空间Ⅱ的竖直棱飞出长方体区域。空间Ⅰ棱长为4L，不计粒子重力。求：

（1）、匀强电场的电场强度大小；

（2）、粒子经过Q点时的动能；

（3）、匀强磁场的磁感应强度大小及长方体空间Ⅱ竖直棱的最小高度。

举一反三

如图，氕（ $\text{[math]}$ ）和氘（ $\text{[math]}$ ）两种原子核由静止经同一加速电场加速后，沿OO'方向射入偏转电场，粒子射出偏转电场后都能打在圆筒感光纸上并留下感光点，加速电压为 $\text{[math]}$ ，偏转电压为 $\text{[math]}$ ，若圆筒不转动，两种原子核（　　）

电路如图所示，电源电动势 $\text{[math]}$ ，内阻 $\text{[math]}$ ，电阻 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， C为平行板电容器，其电容 $\text{[math]}$ ，虚线到两极板距离相等，极板长 $\text{[math]}$ ，两极板的间距 $\text{[math]}$ 。

（1）开关S处于断开状态时，电容器两端的电压是多少？

（2）若开关S断开时，有一带电微粒沿虚线方向以 $\text{[math]}$ 的初速度射入C的电场中，刚好沿虚线匀速运动，问：当开关S闭合后，此带电微粒以相同初速度沿虚线方向射入C的电场中，能否从C的电场中射出？（g取 $\text{[math]}$ ）

如图，质量相同的带电粒子P、Q以相同的速度沿垂直于电场方向射入匀强电场中，P从平行板间正中央射入，Q从下极板边缘处射入，它们都打到上极板同一点，不计粒子重力。则（　　）

现代科技创新中，人们常常利用各种场来控制物体（或粒子）的运动轨迹，让其到达所需的位置。如图，某探究小组用下面装置来控制物体（粒子）的运动，在空间中建立三维直角坐标系 $\text{[math]}$ （ $\text{[math]}$ 平面在水平面内）， $\text{[math]}$ 的区域内存在磁感应强度大小为B，方向沿z轴负方向的匀强磁场（未画出）。xOy平面内的轻弹簧一端固定在y轴上P点 $\text{[math]}$ 另一端连接一质量为 $\text{[math]}$ 的不带电小球a，将弹簧拉至水平后由静止释放a，a到达坐标原点O时速度恰好水平，其大小为 $\text{[math]}$ 。a到达坐标原点O时的瞬间与轻弹簧脱离做平抛运动，同时一带正电的粒子b从O点沿x轴正方向射入匀强磁场，速度为 $\text{[math]}$ ，粒子在磁场中运动的轨迹半径为R（未知），不计b粒子的重力，重力加速度大小为g。

（1）弹簧从水平摆至竖直过程中，求弹簧对a做的功；

（2）若某时刻a、b的速度相同且b粒子还未完成一次完整的圆周运动，求满足此情况下b的比荷；

（3）若b从O点出发时，在空间加上一沿z轴正方向的匀强电场，粒子将经过点 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，求匀强电场的大小。

如图所示，一个质量为m、带电荷量为q的粒子(不计重力)，从两平行板左侧中点沿垂直场强方向射入，当入射速度为v时，恰好穿过电场而不碰金属板．要使粒子的入射速度变为 $\text{[math]}$ ，仍能恰好穿过电场，则必须再使(　　)

如图所示的装置，左侧两竖直平板间存在加速电场，加速电压U₁=200V，紧靠其右侧的是彼此平行的A、B两块水平金属板．A、B板长L=8cm，板间距离d=8cm，板间电势差U_AB=300V．一电量q=+10^-10C，质m=10^-20kg的带电粒子，在靠近加速电场的正极板附近由静止开始经U₁加速后沿A、B两板中心线处的小孔R水平射入A、B板间的电场，粒子飞出A、B平行板后，经过界面MN进入固定在MN右侧的孤立点电荷Q所形成的电场区域做圆周运动，最后粒子垂直打在放置于中心线上的荧光屏EF上．（假设不考虑不同电场之间的相互影响，即界面MN左侧为AB板间的匀强电场，右侧为点电荷Q形成的电场），静电力常数k=9×10⁹N·m²/C² ， cos37⁰=0.8，sin37⁰=0.6，求：

（1）粒子射入A、B两板时的初速度v₀大小；

（2）粒子穿过界面MN时偏离中心线RO的距离y；

（3）点电荷Q的电量大小．

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