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题型：综合题题类：常考题难易度：困难

浙江省温州九校2018-2019学年高二上学期物理期中考试试卷

如图所示，平面直角坐标系xOy，P点在x轴上，已知OP= $\text{[math]}$ ，Q点在负y轴上某处。第Ⅱ象限内有平行于y轴场强E大小未知的匀强电场；第Ⅰ象限内有一个磁感应强度B大小未知的圆形磁场区域，与x、y轴分别相切于A、C两点，已知OA＝L；第Ⅲ象限内有一位置未知的矩形磁场区域（图中未画出），磁感应强度为2B；第Ⅳ象限内存在一个磁感应强度B_x未知的圆形磁场区域（图中未画出）；三个区域的磁场方向均垂直于xOy平面。电荷量为＋q、质量为m、速度大小为v₀的粒子a从A点沿y轴正方向射入，经过C点和P点，通过矩形磁场后从Q点与Y轴负方向成 $\text{[math]}$ 进入第Ⅳ象限，并通过圆形磁场后重新回到A点且方向沿y轴正方向。不计粒子的重力和粒子间相互作用力。求：

（1）、第Ⅰ象限内圆形区域内磁场磁感应强度B的大小、方向；

（2）、第Ⅱ象限内匀强电场的场强大小E；

（3）、第Ⅲ象限内矩形磁场区域的最小面积S；

（4）、第Ⅳ象限内圆形磁场的磁感应强度B_x的取值范围。

举一反三

在芯片领域，技术人员往往通过离子注入方式来优化半导体。其中控制离子流运动时，采用了如图所示的控制装置，在一个边长为L的正方形ABCD的空间里，沿对角线AC将它分成Ⅰ、Ⅱ两个区域，其中Ⅰ区域有垂直于纸面的匀强磁场，在Ⅱ区域内有平行于DC且由C指向D的匀强电场。一正离子生成器不断有正离子生成，所有正离子从A点沿AB方向以v的速度射入Ⅰ区域，然后这些正离子从对角线AC上F点（图中未画出）进入Ⅱ区域，其中 $\text{[math]}$ ，最后这些正离子恰好D点进入被优化的半导体。已知离子流的正离子带电量均为e，质量为m，不考虑离子的重力以及离子间的相互作用力。求：

（1）Ⅰ区域磁感应强度B的大小和方向；

（2）Ⅱ区域电场强度E的大小；

（3）正离子从A点运动到D点所用时间t。

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：

如图甲所示，在xOy平面的第Ⅰ象限内有沿x轴正方向的匀强电场 $\text{[math]}$ ；第Ⅱ、Ⅲ象限内同时存在着竖直向上的匀强电场 $\text{[math]}$ 和垂直纸面的磁场 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，磁场 $\text{[math]}$ 随时间t变化的规律如图乙所示， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，设垂直纸面向外为磁场正方向。一个质量为 $\text{[math]}$ 、电荷量为 $\text{[math]}$ 的带正电液滴从p点以速度 $\text{[math]}$ ，沿x轴负方向入射，恰好以指向y轴负方向的速度v经过原点O（此时 $\text{[math]}$ ）后进入 $\text{[math]}$ 的区域。重力加速度g取 $\text{[math]}$ 。

（1）求液滴第一次到达O点时速度v的大小；

（2）求液滴在 $\text{[math]}$ 时间内的路程；

（3）若在 $\text{[math]}$ 时撤去电场 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和磁场 $\text{[math]}$ ，同时在整个空间区域加竖直向上的匀强磁场 $\text{[math]}$ （未画出）， $\text{[math]}$ ，求从此时刻起，再经过 $\text{[math]}$ 液滴距O点的距离。

如图，区域Ⅰ是两端电压为U的加速电场；区域Ⅱ是速度选择器，其电场的电场强度大小为E、方向竖直向下，磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里。一带正电粒子从S点由静止释放，经区域Ⅰ加速后沿直线SP从P点射出速度选择器。在P点右下方区域以O点为坐标原点建立一个平面直角坐标系xOy，其第二象限存在以直线PO为界的两个匀强磁场的区域Ⅲ和Ⅳ（其他象限无磁场），区域Ⅲ中匀强磁场的磁感应强度大小为 $\text{[math]}$ 、方向垂直纸面向外，区域Ⅳ中匀强磁场的磁感应强度大小为 $\text{[math]}$ 、方向垂直纸面向里；PO的长度为2L且与y轴夹角为 $\text{[math]}$ 。粒子从P点进入平面直角坐标系xOy区域后不再进入Ⅰ、Ⅱ区域。（U、B、E、L为已知值，不考虑粒子重力）

扭摆器是同步辐射装置中的插入件，它能使粒子的运动轨迹发生扭摆，其部分简化模型图如图所示。垂直纸面向里的匀强磁场区域边界竖直，且磁场宽度为L。一质量为m、电荷量为−q、重力不计的粒子，从靠近平行板电容器MN板处由静止释放，两极板间电压为U，粒子经电场加速后平行于纸面射入磁场区域，射入和射出磁场时，粒子的速度与水平的方向夹角均为θ = 30°。求：

在足够大的空间范围内，同时存在着竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的水平匀强磁场，磁感应强度大小为B。带正电的小球1和不带电的绝缘小球2静止放置于固定的水平悬空光滑支架上，两者之间有一被压缩的绝缘微型弹簧，弹簧用绝缘细线锁住，如图所示。小球1的质量为m₁ ，电荷量为q。某时刻，烧断锁住弹簧的细线，弹簧将小球1、2瞬间弹开。小球1做匀速圆周运动，经四分之三个周期与球2相碰。弹开前后两小球的带电情况不发生改变，且始终保持在同一竖直平面内。不计空气阻力，两球均可视为质点，重力加速度大小为g。求：

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