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题型：多选题题类：难易度：困难

2024届广东省部分学校高三下学期考向核心物理试题

空间中存在竖直向下、电场强度为E的匀强电场和垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。电场、磁场均未画出。一质量为m、电荷量为q（ $\text{[math]}$ ）的粒子只在电场力和洛伦兹力作用下，从I点由静止开始运动，以I点为原点建立平面直角坐标系，粒子运动轨迹如图所示，粒子在轨迹上任意一点的坐标为（x，y）。J点是轨迹上的第一个最低点，以粒子开始运动时为计时起点，则下列说法正确的是（　　）

A、J点的坐标为 $\text{[math]}$ B、粒子在轨迹上任意点的速率为 $\text{[math]}$ C、 $\text{[math]}$ 时，粒子速度与 $\text{[math]}$ 轴正方向夹角为 $\text{[math]}$ D、若电场强度的大小突然加倍，则粒子可能做匀速直线运动

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：

如图所示的平面直角坐标系xOy，在第Ⅰ象限内有平行于y轴的匀强电场，方向沿y正方向；在第Ⅳ象限的正三角形abc区域内有匀强电场，方向垂直于xOy平面向里，正三角形边长为L，且ab边与y轴平行．一质量为 m、电荷量为q的粒子，从y轴上的P（0，h）点，以大小为v₀的速度沿x轴正方向射入电场，通过电场后从x轴上的a（2h，0）点进入第Ⅳ象限，又经过磁场从 y轴上的某点进入第Ⅲ象限，且速度与y轴负方向成45°角，不计粒子所受的重力．求：

（1）电场强度E的大小；

（2）粒子到达a点时速度的大小和方向；

（3）abc区域内磁场的磁感应强度B的最小值．

如图所示，在 $\text{[math]}$ 轴下方空间内存在竖直方向的匀强电场，在第Ⅳ象限内同时还存在垂直坐标平面向里，磁感应强度大小为 $\text{[math]}$ 的匀强磁场。将一群带负电的微粒从第Ⅱ象限内的不同位置以初速度 $\text{[math]}$ 沿 $\text{[math]}$ 轴正方向抛出，发现这些带电微粒均能经过坐标原点 $\text{[math]}$ 。带电微粒通过 $\text{[math]}$ 点后进入第Ⅳ象限内做匀速圆周运动，经过磁场偏转后都能再次到达 $\text{[math]}$ 轴。已知带电微粒电量为 $\text{[math]}$ ，质量为 $\text{[math]}$ ，重力加速度为 $\text{[math]}$ 。求：

某种质谱仪的结构示意图如图所示，主要构造包括加速电场（可左右平移）、静电分析器和磁分析器等。其中加速电场的电压为U，静电分析器是以 $\text{[math]}$ 为圆心的四分之一圆形通道，通道内有均匀辐射电场，方向沿径向指向圆心 $\text{[math]}$ ，且与圆心 $\text{[math]}$ 等距的各点电场强度大小相等，电场强度E与到圆心距离r的关系满足 $\text{[math]}$ （k未知）；磁分析器在以 $\text{[math]}$ 为圆心、圆心角为 $\text{[math]}$ 的圆形扇形区域内分布着磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面的匀强磁场，其左边界与静电分析器的右边界紧靠。由离子源静止释放出三种正离子a、b、c经相同电场加速后，分别从P、Q、M进入静电分析器，恰好能以 $\text{[math]}$ 为圆心做匀速圆周运动从磁分析器中 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 射出。已知PQ、QM间的距离都为 $\text{[math]}$ ， Q到圆心距离为R，不考虑电磁场的边缘效应，求：

如图所示，水平地面上有一辆小车，上方固定有竖直光滑绝缘细管，管的长度 $\text{[math]}$ ，有一质量 $\text{[math]}$ 、电荷量 $\text{[math]}$ 的绝缘小球A放置在管的底部，小球的直径略小于细管。在管口所在水平面MN的下方存在着垂直纸面向里的匀强磁场。现让小车始终保持速度的 $\text{[math]}$ 向右匀速运动，以带电小球刚经过磁场的竖直边界为计时起点，并以此时刻管口处为坐标原点 $\text{[math]}$ 建立 $\text{[math]}$ 坐标系， $\text{[math]}$ 轴与磁场边界重合，小球刚离开管口时竖直向上的分速度 $\text{[math]}$ ，求：

（1）匀强磁场的磁感应强度大小和绝缘管对小球做的总功；

（2）小球经过 $\text{[math]}$ 轴时的坐标；

（3）若第一象限存在和第四象限大小和方向都相同的的匀强磁场，同时绝缘管内均匀紧密排满了大量相对绝缘管静止，与小球 $\text{[math]}$ 完全相同的绝缘小球。不考虑小球之间的相互静电力，求能到达纵坐标 $\text{[math]}$ 的小球个数与总小球个数的比值。

真空环境中的离子推进器固定在水平测试底座上，其核心部分由离子源、水平放置的两平行极板和产生匀强磁场的装置构成，简化模型如图所示。两极板间电压恒为U，极板间有磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外的匀强磁场。处于下极板左边缘的离子源发出质量为m、带电量为q的离子。某离子以速度v沿垂直于极板方向射入极板间，经过一段时间后，恰好从上极板右边缘的P点水平射出。不考虑离子重力和离子间的相互作用。

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