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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

如图所示，在直角坐标系xOy平面内，x轴的上方存在方向与纸面平行、沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为E；x轴下方存在方向垂直纸面向外的匀强磁场。一个带正电的粒子从y轴上的P点沿x轴正方向以大小为 $\text{[math]}$ 的初速度射入电场，在x轴上的Q点进入磁场，粒子第一次在磁场中运动时，刚好没有跨过y轴，然后又通过x轴返回电场中。已知 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，忽略粒子重力。求：

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。

如图所示，纸面内间距为 $\text{[math]}$ 的竖直虚线M、N间有竖直向下的匀强电场，半径为R的绝缘圆筒垂直纸面放置，圆筒内有垂直于纸面向外的匀强磁场，圆筒与N相切于Q点，圆筒上Q点有一个小孔。从M上的P点沿水平方向向右射出质量为、电荷量为q、速率为 $\text{[math]}$ 的粒子，经电场偏转后刚好从Q点进入磁场，在磁场中偏转后每次与筒壁碰撞前后，沿圆筒半径方向分速度大小相等、方向相反，垂直圆筒半径方向分速度不变，粒子在筒内与筒壁发生5次碰撞后，刚好从Q点射出磁场，已知P、Q间沿电场方向的距离为 $\text{[math]}$ ，不计粒子的重力，粒子的电荷量保持不变。求：

如图，在xOy坐标系中有三个区域，圆形区域Ⅰ分别与x轴和y轴相切于P点和S点。半圆形区域Ⅱ的半径是区域Ⅰ半径的2倍。区域Ⅰ、Ⅱ的圆心 $\text{[math]}$ 连线与x轴平行，半圆与圆相切于Q点，QF垂直于x轴，半圆的直径MN所在的直线右侧为区域Ⅲ。区域Ⅰ、Ⅱ分别有磁感应强度大小为B、 $\text{[math]}$ 的匀强磁场，磁场方向均垂直纸面向外。区域Ⅰ下方有一粒子源和加速电场组成的发射器，可将质量为m、电荷量为q的粒子由电场加速到 $\text{[math]}$ 。改变发射器的位置，使带电粒子在OF范围内都沿着y轴正方向以相同的速度 $\text{[math]}$ 沿纸面射入区域Ⅰ。已知某粒子从P点射入区域Ⅰ，并从Q点射入区域Ⅱ（不计粒子的重力和粒子之间的影响）

（1）求加速电场两板间的电压U和区域Ⅰ的半径R；

（2）在能射入区域Ⅲ的粒子中，某粒子在区域Ⅱ中运动的时间最短，求该粒子在区域Ⅰ和区域Ⅱ中运动的总时间t；

（3）在区域Ⅲ加入匀强磁场和匀强电场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，电场强度的大小 $\text{[math]}$ ，方向沿x轴正方向。此后，粒子源中某粒子经区域Ⅰ、Ⅱ射入区域Ⅲ，进入区域Ⅲ时速度方向与y轴负方向的夹角成74°角。当粒子动能最大时，求粒子的速度大小及所在的位置到y轴的距离 $\text{[math]}$ 。

如图所示，竖直放置长为L的平行金属板A、B，板间距离为 $\text{[math]}$ ， A、B板与一电压为 $\text{[math]}$ 的电源保持连接，从A板内侧中央O处以等大的速率 $\text{[math]}$ ，在沿纸面180°范围内朝各个方向均匀喷出质量为 $\text{[math]}$ 、电量为 $\text{[math]}$ 的带负电微粒。微粒重力不计，求：

（1）若微粒沿垂直B板的虚线方向射出，该微粒达到B板时的动能；

（2）若粒子能全部落在B板上，板长L至少多长；

（3）若B板长 $\text{[math]}$ ，且恰好有三分之二的微粒落在板上，此时所加电压U的大小。

如图所示，电子由静止开始经加速电场加速后，沿平行板面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出。已知电子质量为m，电荷量为e，加速电场电压为 $\text{[math]}$ ，偏转电场可看做匀强电场，极板间电压为U，极板长度为L，板间距为d，忽略电子所受重力。

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