專題16-磁場與重力場復合模型-高考物理磁場常用模型(原卷版)

2023年高考物理《磁場》常用模型最新模擬題精練專題16.磁場與重力場復合模型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、磁感應強度為0.5T的勻強磁場，一質量為0.2kg且足夠長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量為0.1kg、電荷量q=+0.2C的滑塊，滑塊與絕緣木板之間的動摩擦因數(shù)為0.5，滑塊受到的最大靜摩擦力可認為等于滑動摩擦力。t=0時對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的勻加速運動B.滑塊最后做速度為10m/s的勻速運動C.木板最后做加速度為3m/s2的勻加速運動D.5s末滑塊開始做勻速運動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的勻強磁場。將質量為m、電荷量絕對值為q的帶電油滴從a點由靜止釋放，它在豎直面內的部分運動軌跡如圖所示，b為整段軌跡的最低點，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點時的速度大小為D.油滴到b點后將沿水平方向做勻速直線運動二、計算題1．（16分）（2023河北保定重點高中質檢）如圖所示，在x軸下方存在特殊的復合場，每個區(qū)域水平方向足夠長，豎直間距均為d，其中第一個區(qū)域內存在水平向左的勻強電場，第二個區(qū)域內存在豎直向上的勻強電場和垂直于紙面向里的勻強磁場，第三個區(qū)域內只有重力場，往下重復二、三區(qū)域場，把第二個區(qū)域稱為第一個p區(qū)，第四個區(qū)域稱為第二個p區(qū)，以此類推?，F(xiàn)將一質量為m、電荷量為q的帶正電小球從y軸上某點水平向右拋出，小球運動到x軸時速度方向與x軸正方向的夾角為45°，小球進入第一個p區(qū)時速度方向恰好豎直向下，進入第n個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動。已知各區(qū)域內電場的電場強度大小均為，磁場的磁感應強度大小均為B，重力加速度大小為g。求：（1）小球拋出點的縱坐標；（2）小球拋出時的初速度大??；（3）磁感應強度大小B與n之間滿足的關系。2．（16分）（2021湖南永州二模）如圖所示，在無重力場的宇宙空間平面內，有一xOy直角坐標系，在y軸右側存在垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應強度B=5.0×10-2T。有一輕質絕緣光滑細桿處于y軸上，其下端在O點處，細桿長度h=0.1m，細桿的頂端放有一帶負電的小球其質量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），P點處于x軸上，且OP=m，若不計一切摩擦，計算結果均保留兩位有效數(shù)字。問：（1）若小球以v0=4.0m/s的速度垂直磁場方向進入第I象限，求小球在磁場中運動的軌道半徑；（2）若小球套在輕質細桿的頂端，且可以在細桿上自由滑動，在水平外力F作用下，細桿以速度v1=1.0m/s沿x軸正方向勻速運動，求小球從開始運動到脫離細桿時水平外力F做的功及小球的速度v；（3）若小球套在輕質細桿的頂端，且可以在細桿上自由滑動，要使小球能擊中擋板左側，求細桿沿x軸正方向勻速運動的速度大小范圍。（10分）（2021江西南昌重點高中質檢）如圖所示，帶電荷量為＋q、質量為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強度為B的勻強磁場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動的最大位移．(斜面足夠長，取sin3°＝0.，cos3°＝0.8)3.(2020·浙江猜題卷)如圖所示，直角坐標系xOy位于豎直平面內，在水平的x軸下方存在勻強磁場和勻強電場，磁場的磁感應強度為B，方向垂直xOy平面向里，電場線平行于y軸．一質量為m、電荷量為q的帶正電荷的小球，從y軸上的A點水平向右拋出．經(jīng)x軸上的M點進入電場和磁場，恰能做勻速圓周運動，從x軸上的N點第一次離開電場和磁場，MN之間的距離為L，小球過M點時的速度方向與x軸正方向夾角為θ.不計空氣阻力，重力加速度為g，求：(1)電場強度E的大小和方向；(2)小球從A點拋出時初速度v0的大小；(3)A點到x軸的高度h.4.(16分)（2020山東濰坊質檢）如圖所示，在豎直平面內的直角坐標系中，以足夠長的軸為水平邊界的上方充滿方向與軸的夾角斜向上、電場強度大小為E1(未知)的勻強電場；軸下方充滿正交的勻強電場和勻強磁場，電場的電場強度大小為E2(未知)、方向豎直向上，磁場方向水平向外。一質量為m、電荷量為q的帶正電小球(視為質點)從y軸上到原點O距離為L的A點由靜止釋放，釋放后小球沿AP方向做直線運動，從P點進入第Ⅳ象限后做勻速圓周運動且恰好經(jīng)過原點O。已知AP與軸的夾角也為，取sin37°=0．6，cos37°=0.8，空氣阻力不計，重力加速度大小為g。(1)求小球經(jīng)過P點時的速度大小v；(2)求以及磁場的磁感應強度大小B；(3)若小球從P點進入第Ⅳ象限后，立即改變軸上方的勻強電場，使得小球通過原點O時所受合力與小球速度方向垂直，求改變后的勻強電場的電場強度最小時電場強度的方向和電場強度的最小值以及改變電場后小球第一次經(jīng)過坐標軸上的位置到P點的距離s。3如圖所示，空間中存在著水平向右的勻強電場，電場強度大小E＝5eq\r(3)N/C，同時存在著垂直紙面向里的勻強磁場，其方向與電場方向垂直，磁感應強度大小B＝0.5T.有一帶正電的小球，質量m＝1×10－6kg，電荷量q＝2×10－6C，正以速度v在圖示的豎直面內做勻速直線運動，當經(jīng)過P點時撤掉磁場(不考慮磁場消失引起的電磁感應現(xiàn)象)，取g＝10m/s2，求：(1)小球做勻速直線運動的速度v的大小和方向；(2)從撤掉磁場到小球再次穿過P點所在的這條電場線經(jīng)歷的時間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電場和方向垂直于紙面向內、磁感應強度大小為B的勻強磁場，帶電荷量為+q、質量為m的小球Q靜置在光滑絕緣的水平高臺邊緣，另一質量為m、不帶電的絕緣小球P以水平初速度v0向Q運動，，兩小球P、Q可視為質點，正碰過程中沒有機械能損失且電荷量不發(fā)生轉移。已知勻強電場的電場強度，水平臺面距地面高度，重力加速度為g，不計空氣阻力。（1）求P、Q兩球首次發(fā)生彈性碰撞后小球Q的速度大??；（2）P、Q兩球首次發(fā)生彈性碰撞后，經(jīng)過多少時間小球P落地？落地點與平臺邊緣間的水平距離多大？（3）若撤去勻強電場，并將小球Q重新放在平臺邊緣、小球P仍以水平初速度向Q運動，小球Q的運動軌跡如圖2所示（平臺足夠高，小球Q不與地面相撞）。求小球Q在運動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，在平面直角坐標系中，AO是∠xOy的角平分線，x軸上方存在水平向左的勻強電場，下方存在豎直向上的勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁場，兩電場的電場強度大小相等．一質量為m、電荷量為＋q的質點從OA上的M點由靜止釋放，質點恰能沿AO運動且通過O點，經(jīng)偏轉后從x軸上的C點（圖中未畫出）進入第一象限內并擊中AO上的D點（圖中未畫出）．已知OM的長度m，勻強磁場的磁感應強度大小為B＝(T)，重力加速度g取10m/s2．求：(1)兩勻強電場的電場強度E的大??；(2)OC的長度L2；(3)質點從M點出發(fā)到擊中D點所經(jīng)歷的時間t．6.（15分）（2018蘇州調研）如圖所示，在豎直平面內建立平面直角坐標系xOy，y軸正方向豎直向上。在第一、第四象限內存在沿x軸負方向的勻強電場，其大?。辉诘诙?、第三象限內存在著y軸正方向的勻強電場和垂直于xOy平面向外的勻強磁場，電場強度大小，磁感應強度大小B。現(xiàn)將一質量為m、電荷量為q的帶正電小球從x軸上距坐標原點為d的P點由靜止釋放。（1）求小球從P點開始運動后，第一次經(jīng)過y軸時速度的大??；（2）求小球從P點開始運動后，第二次經(jīng)過y軸時的坐標；（3）若小球第二次經(jīng)過y軸后，第一、第四象限內的電場強度變?yōu)?，求小球第三次?jīng)過y軸時的坐標。7．如圖所示,在地面附近xoy平面內(x軸水平,y軸豎直),有沿+x方向的勻強電場和垂直