2019年高考物理 名校模擬試題分項解析40熱點 專題17 帶電粒子在磁場中的運動.doc

專題17 帶電粒子在磁場中的運動一選擇題1（2019四川成都摸底）如圖，在x軸上方存在方向垂直坐標(biāo)平面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場，在x軸下方存在方向垂直坐標(biāo)平面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的勻強(qiáng)磁場。一帶負(fù)電的粒子（不計重力）從原點O以與x軸正方向成30角的速度v射入磁場，其在x軸上方運動的半徑為R。則A粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)一定能回到原點OB粒子完成一次周期性運動的時間為C粒子射入磁場后，第二次經(jīng)過x軸時與O點的距離為3RD粒子在x軸上方和下方的磁場中運動的半徑之比為1：2【參考答案】 CD【命題意圖】本題考查洛倫茲力、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運動及其相關(guān)知識點?！菊_項分析】粒子射入磁場后，第一次經(jīng)過x軸時與O點的距離為R，粒子射入磁場后，第二次經(jīng)過x軸時與O點的距離為d=R+r=3R，選項C正確；粒子在x軸上方和下方的磁場中運動的半徑之比為R：r=1：2，選項D正確。 3（2019四川成都摸底）圖示區(qū)域有方向豎直向下的勻強(qiáng)電場和水平向里的勻強(qiáng)磁場，一帶正電的微粒以水平向右的初速度進(jìn)入該區(qū)域時，恰能沿直線運動。欲使微粒向下偏轉(zhuǎn)，可采用的方法是A僅減小入射速度B僅減小微粒的質(zhì)量C僅增大微粒的電荷量D僅增大磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度【參考答案】 A【命題意圖】本題考查帶電微粒在復(fù)合場中的運動、電場力和洛倫茲力、左手定則及其相關(guān)知識點。二計算題1（14分）（2019四川成都摸底考試）如圖，平面直角坐標(biāo)系xOy中，在y>0及y<L區(qū)域存在場強(qiáng)大小相同，方向相反（均平行于y軸）的勻強(qiáng)電場，在一L<y<0區(qū)域存在方向垂直于xOy平面（紙面）向外的勻強(qiáng)磁場，電場強(qiáng)度與磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比為一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子，經(jīng)過y軸上的點P1（0，L）時的速率為v0，方向沿x軸正方向，然后經(jīng)過x軸上的點P2（L，0）進(jìn)入磁場。不計粒子重力。求：（1）粒子到達(dá)P2點時的速度大小和方向；（2）粒子第一次從磁場下邊界穿出位置的橫坐標(biāo)；（3）粒子從P1點出發(fā)后做周期性運動的周期?！緣狠S題透析】（1）利用類平拋運動規(guī)律得出粒子到達(dá)P2點時的速度大小和方向；（2）對粒子從P1到P2，利用動能定理列方程解得勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度，利用題述電場強(qiáng)度與磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比為，得出勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度。利用洛倫茲力等于向心力列方程得出粒子在勻強(qiáng)磁場中運動的軌跡半徑，進(jìn)而得出粒子第一次從磁場下邊界穿出位置的橫坐標(biāo)； （3）分別計算出粒子在各段運動的時間，然后得出粒子從P1點出發(fā)后做周期性運動的周期?！久}意圖】本題考查帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的類平拋運動、在勻強(qiáng)磁場中的勻速圓周運動、動能定理及其相關(guān)知識點。（2）粒子從P1到P2，據(jù)動能定理有：qELmv2mv02 （1分）可得：椐題意解得：（1分）據(jù)：（1分）得：（1分）故粒子在磁場中做勻速圓周運動的圓心為O在答圖1中，過P2作v方向的垂線交yL直線于O點（3）粒子運動一個周期的軌跡如答圖1所示粒子從P1運動到P2：又因為： 粒子從P2運動到M： 粒子從M運動到N： 則： 4. (2019天府大聯(lián)考)微觀領(lǐng)域存在反粒子，反粒子組成的物質(zhì)叫反物質(zhì)。物質(zhì)與反物質(zhì)兩者一旦接觸便會湮滅，發(fā)生爆炸并產(chǎn)生巨大能量。質(zhì)子 帶正電，反質(zhì)子帶等量負(fù)電。在真空中進(jìn)行質(zhì)子和反質(zhì)子湮滅的 一次實驗中，利用如圖所示的電磁場控制實驗過程，在xOy坐標(biāo)系第一象限有平行于x軸向左、大小未知的勻強(qiáng)電場E，其它象 限有垂直于紙面向里、大小未知的勻強(qiáng)磁場B1，C點在x軸上， A點在y軸上。當(dāng)質(zhì)子在C點以速度v0垂直于x軸進(jìn)入電場的同 時，反質(zhì)子在O點以某一速度沿x軸負(fù)方向進(jìn)入磁場，它們在y軸上的A點相遇而湮滅。已知OC=2d，OA=d，質(zhì)子和反質(zhì)子質(zhì)量為m，電荷量為q，不計粒子重力和粒子間相互作用的影響。求：(1)電場強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B1的大小之比；(2)反質(zhì)子的速度vl;(3)若將第一象限的電場換成垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場B2=2B1，在不同的時刻分別釋放質(zhì)子和反質(zhì)子，反質(zhì)子的速度仍然為vl，要求反質(zhì)子在穿越y(tǒng)軸進(jìn)入第一象限時與第一次到達(dá)y軸的質(zhì)子相遇而湮滅，則質(zhì)子應(yīng)從C點以多大的速度垂直于x軸進(jìn)入第一象限？【名師解析】.（19分）（1）設(shè)質(zhì)子在電場運動的加速度為a，反質(zhì)子做勻速圓周運動的周期為T，經(jīng)過時間t質(zhì)子和反質(zhì)子相遇，則d=v0t （1分） （1分） （1分） （1分） （1分）解得 ，。 （1分）（3）設(shè)反質(zhì)子在磁場B2中做勻速圓周運動的半徑為R，則 （2分）解得 【解題思路】（1）粒子運動的軌跡如圖（a）所示。（粒子在電場中的軌跡為拋物線，在磁場中為圓弧，上下對稱）（2）粒子從電場下邊界入射后在電場中做類平拋運動。設(shè)粒子從M點射入時速度的大小為v0，在下側(cè)電場中運動的時間為t，加速度的大小為a；粒子進(jìn)入磁場的速度大小為v，方向與電場方向的夾角為（見圖（b），速度沿電場方向的分量為v1，根據(jù)牛頓第二定律有