專題16-磁場(chǎng)與重力場(chǎng)復(fù)合模型-高考物理磁場(chǎng)常用模型(原卷版)

2023年高考物理《磁場(chǎng)》常用模型最新模擬題精練專題16.磁場(chǎng)與重力場(chǎng)復(fù)合模型1.（2023湖北六校期中聯(lián)考）如圖所示，空間有一垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一質(zhì)量為0.2kg且足夠長(zhǎng)的絕緣木板靜止在光滑水平面上，在木板左端無初速放置一質(zhì)量為0.1kg、電荷量q=+0.2C的滑塊，滑塊與絕緣木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，滑塊受到的最大靜摩擦力可認(rèn)為等于滑動(dòng)摩擦力。t=0時(shí)對(duì)木板施加方向水平向左，大小為0.6N的恒力F，g=10m/s2。則（）A.木板和滑塊一直做加速度為2m/s2的勻加速運(yùn)動(dòng)B.滑塊最后做速度為10m/s的勻速運(yùn)動(dòng)C.木板最后做加速度為3m/s2的勻加速運(yùn)動(dòng)D.5s末滑塊開始做勻速運(yùn)動(dòng)2.（2022山東泰安三模）如圖所示，在水平方向上存在垂直紙面向里、大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。將質(zhì)量為m、電荷量絕對(duì)值為q的帶電油滴從a點(diǎn)由靜止釋放，它在豎直面內(nèi)的部分運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，b為整段軌跡的最低點(diǎn)，重力加速度為g。則下列說法正確的是（）

A.油滴帶正電B.軌跡ab可能是橢圓曲線一部分C.油滴到b點(diǎn)時(shí)的速度大小為D.油滴到b點(diǎn)后將沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)二、計(jì)算題1．（16分）（2023河北保定重點(diǎn)高中質(zhì)檢）如圖所示，在x軸下方存在特殊的復(fù)合場(chǎng)，每個(gè)區(qū)域水平方向足夠長(zhǎng)，豎直間距均為d，其中第一個(gè)區(qū)域內(nèi)存在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，第二個(gè)區(qū)域內(nèi)存在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，第三個(gè)區(qū)域內(nèi)只有重力場(chǎng)，往下重復(fù)二、三區(qū)域場(chǎng)，把第二個(gè)區(qū)域稱為第一個(gè)p區(qū)，第四個(gè)區(qū)域稱為第二個(gè)p區(qū)，以此類推?，F(xiàn)將一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球從y軸上某點(diǎn)水平向右拋出，小球運(yùn)動(dòng)到x軸時(shí)速度方向與x軸正方向的夾角為45°，小球進(jìn)入第一個(gè)p區(qū)時(shí)速度方向恰好豎直向下，進(jìn)入第n個(gè)p區(qū)后恰好不能從該區(qū)域的下邊界離開，不考慮小球回到第一象限之后的運(yùn)動(dòng)。已知各區(qū)域內(nèi)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小均為，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，重力加速度大小為g。求：（1）小球拋出點(diǎn)的縱坐標(biāo)；（2）小球拋出時(shí)的初速度大??；（3）磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B與n之間滿足的關(guān)系。2．（16分）（2021湖南永州二模）如圖所示，在無重力場(chǎng)的宇宙空間平面內(nèi)，有一xOy直角坐標(biāo)系，在y軸右側(cè)存在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=5.0×10-2T。有一輕質(zhì)絕緣光滑細(xì)桿處于y軸上，其下端在O點(diǎn)處，細(xì)桿長(zhǎng)度h=0.1m，細(xì)桿的頂端放有一帶負(fù)電的小球其質(zhì)量m=1.0×10-5kg，電荷量q=1.0×10-3C。在x軸下方有一平行于y軸的擋板PQ（足夠長(zhǎng)），P點(diǎn)處于x軸上，且OP=m，若不計(jì)一切摩擦，計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字。問：（1）若小球以v0=4.0m/s的速度垂直磁場(chǎng)方向進(jìn)入第I象限，求小球在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑；（2）若小球套在輕質(zhì)細(xì)桿的頂端，且可以在細(xì)桿上自由滑動(dòng)，在水平外力F作用下，細(xì)桿以速度v1=1.0m/s沿x軸正方向勻速運(yùn)動(dòng)，求小球從開始運(yùn)動(dòng)到脫離細(xì)桿時(shí)水平外力F做的功及小球的速度v；（3）若小球套在輕質(zhì)細(xì)桿的頂端，且可以在細(xì)桿上自由滑動(dòng)，要使小球能擊中擋板左側(cè)，求細(xì)桿沿x軸正方向勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小范圍。（10分）（2021江西南昌重點(diǎn)高中質(zhì)檢）如圖所示，帶電荷量為＋q、質(zhì)量為m的物塊從傾角為θ＝3°的光滑絕緣斜面頂端由靜止開始下滑磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直紙面向外重力加速度為g求物塊在斜面上滑行的最大速度和在斜面上運(yùn)動(dòng)的最大位移．(斜面足夠長(zhǎng)，取sin3°＝0.，cos3°＝0.8)3.(2020·浙江猜題卷)如圖所示，直角坐標(biāo)系xOy位于豎直平面內(nèi)，在水平的x軸下方存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直xOy平面向里，電場(chǎng)線平行于y軸．一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電荷的小球，從y軸上的A點(diǎn)水平向右拋出．經(jīng)x軸上的M點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)和磁場(chǎng)，恰能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，從x軸上的N點(diǎn)第一次離開電場(chǎng)和磁場(chǎng)，MN之間的距離為L(zhǎng)，小球過M點(diǎn)時(shí)的速度方向與x軸正方向夾角為θ.不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，求：(1)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小和方向；(2)小球從A點(diǎn)拋出時(shí)初速度v0的大?。?3)A點(diǎn)到x軸的高度h.4.(16分)（2020山東濰坊質(zhì)檢）如圖所示，在豎直平面內(nèi)的直角坐標(biāo)系中，以足夠長(zhǎng)的軸為水平邊界的上方充滿方向與軸的夾角斜向上、電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E1(未知)的勻強(qiáng)電場(chǎng)；軸下方充滿正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E2(未知)、方向豎直向上，磁場(chǎng)方向水平向外。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球(視為質(zhì)點(diǎn))從y軸上到原點(diǎn)O距離為L(zhǎng)的A點(diǎn)由靜止釋放，釋放后小球沿AP方向做直線運(yùn)動(dòng)，從P點(diǎn)進(jìn)入第Ⅳ象限后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)且恰好經(jīng)過原點(diǎn)O。已知AP與軸的夾角也為，取sin37°=0．6，cos37°=0.8，空氣阻力不計(jì)，重力加速度大小為g。(1)求小球經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的速度大小v；(2)求以及磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B；(3)若小球從P點(diǎn)進(jìn)入第Ⅳ象限后，立即改變軸上方的勻強(qiáng)電場(chǎng)，使得小球通過原點(diǎn)O時(shí)所受合力與小球速度方向垂直，求改變后的勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度最小時(shí)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向和電場(chǎng)強(qiáng)度的最小值以及改變電場(chǎng)后小球第一次經(jīng)過坐標(biāo)軸上的位置到P點(diǎn)的距離s。3如圖所示，空間中存在著水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小E＝5eq\r(3)N/C，同時(shí)存在著垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其方向與電場(chǎng)方向垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝0.5T.有一帶正電的小球，質(zhì)量m＝1×10－6kg，電荷量q＝2×10－6C，正以速度v在圖示的豎直面內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)撤掉磁場(chǎng)(不考慮磁場(chǎng)消失引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象)，取g＝10m/s2，求：(1)小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度v的大小和方向；(2)從撤掉磁場(chǎng)到小球再次穿過P點(diǎn)所在的這條電場(chǎng)線經(jīng)歷的時(shí)間t.4．（19分）（2019湖北黃岡三模）如圖所示，空間存在著方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)和方向垂直于紙面向內(nèi)、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，帶電荷量為+q、質(zhì)量為m的小球Q靜置在光滑絕緣的水平高臺(tái)邊緣，另一質(zhì)量為m、不帶電的絕緣小球P以水平初速度v0向Q運(yùn)動(dòng)，，兩小球P、Q可視為質(zhì)點(diǎn)，正碰過程中沒有機(jī)械能損失且電荷量不發(fā)生轉(zhuǎn)移。已知?jiǎng)驈?qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度，水平臺(tái)面距地面高度，重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力。（1）求P、Q兩球首次發(fā)生彈性碰撞后小球Q的速度大小；（2）P、Q兩球首次發(fā)生彈性碰撞后，經(jīng)過多少時(shí)間小球P落地？落地點(diǎn)與平臺(tái)邊緣間的水平距離多大？（3）若撤去勻強(qiáng)電場(chǎng)，并將小球Q重新放在平臺(tái)邊緣、小球P仍以水平初速度向Q運(yùn)動(dòng)，小球Q的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖2所示（平臺(tái)足夠高，小球Q不與地面相撞）。求小球Q在運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度和第一次下降的最大距離H。5.（2019四川廣元三模）如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系中，AO是∠xOy的角平分線，x軸上方存在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，下方存在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等．一質(zhì)量為m、電荷量為＋q的質(zhì)點(diǎn)從OA上的M點(diǎn)由靜止釋放，質(zhì)點(diǎn)恰能沿AO運(yùn)動(dòng)且通過O點(diǎn)，經(jīng)偏轉(zhuǎn)后從x軸上的C點(diǎn)（圖中未畫出）進(jìn)入第一象限內(nèi)并擊中AO上的D點(diǎn)（圖中未畫出）．已知OM的長(zhǎng)度m，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B＝(T)，重力加速度g取10m/s2．求：(1)兩勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小；(2)OC的長(zhǎng)度L2；(3)質(zhì)點(diǎn)從M點(diǎn)出發(fā)到擊中D點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間t．6.（15分）（2018蘇州調(diào)研）如圖所示，在豎直平面內(nèi)建立平面直角坐標(biāo)系xOy，y軸正方向豎直向上。在第一、第四象限內(nèi)存在沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，其大??；在第二、第三象限內(nèi)存在著y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直于xOy平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B?，F(xiàn)將一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球從x軸上距坐標(biāo)原點(diǎn)為d的P點(diǎn)由靜止釋放。（1）求小球從P點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)后，第一次經(jīng)過y軸時(shí)速度的大??；（2）求小球從P點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)后，第二次經(jīng)過y軸時(shí)的坐標(biāo)；（3）若小球第二次經(jīng)過y軸后，第一、第四象限內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度變?yōu)椋笮∏虻谌谓?jīng)過y軸時(shí)的坐標(biāo)。7．如圖所示,在地面附近xoy平面內(nèi)(x軸水平,y軸豎直),有沿+x方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直