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题型：综合题题类：常考题难易度：困难

浙江省绍兴市诸暨市2021届高三上学期物理12月诊断性考试试卷

如图所示，水平x轴的坐标原点为O，在x轴上方存在垂直纸面向里的匀强磁场，在x轴下方的MNQP区域内存在沿半径向外的径向电场，边界MN和PQ分别是半径为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的四分之一圆弧，圆心均为O，电场中距离O点r处的场强大小为 $\text{[math]}$ （其中a为常数）。在MP之间垂直电场线方向持续射入质量为m、电荷量为q的带电粒子，单位时间内、单位长度射入的粒子数n与入射点到O点的距离r之间满足关系式： $\text{[math]}$ 。已知磁感应强度大小为 $\text{[math]}$ ，每个粒子进入电场后均以O为圆心做匀速圆周运动，不计粒子的重力和粒子间的相互作用。

（1）、判断带电粒子是带正电还是负电？分析MP之间的粒子到O点的距离r越大，它的速度是越大还是越小？

（2）、假设磁场区域为一边与x轴重合的矩形区域，所有进入磁场的粒子均能完成半个圆周，求该矩形区域的最小面积；

（3）、现在x轴上固定长度为 $\text{[math]}$ 的收集板，其左端点恰好位于O点，粒子打到收集板后立即被吸收，求该收集板受到粒子冲击力的大小。

举一反三

如图所示，光滑绝缘的水平面上固定着A、B、C三个带电小球，它们的质量都为m，彼此间距离均为r，A、B带正电，电荷量均为q。现对C施加一个水平力F的同时放开三个小球，三个小球在运动过程中保持间距r不变，求：（三个小球均可视为点电荷）

（1）C球的电性和电荷量大小；

（2）水平力F的大小。

如图甲是游乐设施——“反向蹦极”的示意图，游戏者（可视为质点）与固定在地面上的扣环连接，打开扣环，游戏者从A点由静止释放，像火箭一样竖直发射。游戏者上升到B位置时弹性绳恰好处于松弛状态，C为上升的最高点，P为弹性绳上端悬点，D点为速度最大点（未画出），弹性绳的形变在弹性限度内，且遵从胡克定律，不计空气阻力，以A点为坐标原点，向上为正方向，作出游戏者上升过程中加速度与位移的关系如图乙。 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 为已知量，则人上升过程中（　　）

有人设计了一粒种子收集装置。如图所示，比荷为 $\text{[math]}$ 的带正点的粒子，由固定于M点的发射枪，以不同的速率射出后，沿射线MN方向运动，能收集各方向粒子的收集器固定在MN上方的K点，O在MN上，且KO垂直于MN。若打开磁场开关，空间将充满磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里的匀强磁场，速率为v₀的粒子运动到O点时，打开磁场开关，该粒子全被收集，不计粒子重点，忽略磁场突变的影响。

装着货物的集装箱离不开起重机装卸。某起重机通过钢绳由静止开始竖直向上匀加速提起质量为 $\text{[math]}$ 的集装箱，当集装箱的速度为 $\text{[math]}$ 时，起重机的输出功率恰好达到最大值 $\text{[math]}$ ，此后起重机保持该功率不变，继续提升集装箱，直到集装箱达到最大速度后匀速上升。重力加速度大小为 $\text{[math]}$ ，不计空气阻力和钢绳受到的重力，下列说法正确的是（　　）

关于下列四幅图的说法正确的是（　　）

如图所示，存在垂直平面向外、大小为 $\text{[math]}$ （T）的磁场，另有与 $\text{[math]}$ 正交的电场 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 为空间任意点到 $\text{[math]}$ 点的距离， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 为系数。一质量为 $\text{[math]}$ 、带电荷量为 $\text{[math]}$ （ $\text{[math]}$ ）的粒子绕 $\text{[math]}$ 点做顺时针匀速圆周运动，电场跟随带电粒子同步绕圆心 $\text{[math]}$ 转动，电场方向与速度方向夹角 $\text{[math]}$ 保持不变。带电粒子重力不计，运动时的电磁辐射忽略不计。则：

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