高考物理题《粒子在有界磁场中运动》考点巩固（2019年最新版）(六) 2019-03-15 18:11:54 【大 中 小】 1、选择题  所谓反物质就是和正常物质的质量相等、电荷量相等而电性相反的物质．如反质子质量数是l，电荷数是-1：即 ? 1-1 H．现在有由质子、反质子、α粒子、反α粒子组成的粒子束，从上向下通过如图的正交匀强电场和匀强磁场区后进入另一个匀强磁场，偏转轨迹分为1、2、3、4四支．下列说法中正确的是（　　） A．进入下面磁场的所有粒子具有相同的速度 B．上方两极板中M板一定带正电 C．1是反质子的轨迹，4是α粒子的轨迹 D．2是反质子的轨迹，3是α粒子的轨迹 参考答案：A、板M、N构成速度选择器，粒子在其间受洛伦兹力和电场力平衡，有qvB=Eq，解得v=EB，与粒子的比荷无关，故A正确； B、板M、N构成速度选择器，粒子在其间受洛伦兹力和电场力平衡，对于正离子，根据左手定则可以判断出洛伦兹力向右，故电场力向左，故N班带正电，（负离子同样可以得到N板带正电）故B错误； C、D、在磁场中，粒子做匀速圆周运动，正离子受力向右，右偏转；负离子左偏转； 根据洛伦兹力提供向心力，有 qvB=mv2R 解得 R=mvqB∝mq 故质子与α粒子的半径之比为1：2，即α粒子转弯半径大，故1是反质子，2是反α粒子，3是质子，4是α粒子； 故C正确，D错误； 故选AC． 本题解析： 本题难度：一般 2、选择题  如图甲所示，一质量为m、电荷量为＋q的圆环可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中，不计空气阻力，现给圆环向右的初速度v0，在以后的运动过程中，圆环运动的速度图象可能是图10乙中的（?） 参考答案：AD 本题解析：考点： 专题：电学图像专题． 分析：带正电的小环向右运动时，受到的洛伦兹力方向向上，注意讨论洛伦兹力与重力的大小关系，然后即可确定其运动形式，注意洛伦兹力大小随着速度的大小是不断变化的． 解答：解：当qvB=mg时，小环做匀速运动，此时图象为A，故A正确； 当qvB＞mg时，FN=qvB-mg，此时：μFN=ma，所以小环做加速度逐渐减小的减速运动，直到qvB=mg时，小环开始做匀速运动，故D图象正确，故D正确； 当qvB＜mg时，FN=mg-qvB此时：μFN=ma，所以小环做加速度逐渐增大的减速运动，直至停止，所以其v-t图象的斜率应该逐渐增大，故BC错误． 故选AD． 点评：分析洛伦兹力要用动态思想进行分析，注意讨论各种情况，同时注意v-t图象斜率的物理应用，总之本题比较全面的考查了高中所学物理知识． 本题难度：一般 3、选择题  （2013?杭州一模）在高纬度地区的高空，大气稀薄，常出现五颜六色的弧状、带状或幕状的极其美丽壮观的发光现象，这就是我们常说的“极光”．“极光”是由太阳发射的高速带电粒子（重力不计）受地磁场的影响，进入两极附近时．撞击并激发高空中的空气分子和原子引起的．假如我们在南极地区忽然发现正上方的高空出现了射向地球的、沿顺时针方向生成的紫色弧状极光（显示带电粒子的运动轨迹），则关于引起这一现象的高速粒子的电性及弧状极光的变曲程度的下列说法正确的是（ ） A．高速粒子带正电 B．高速粒子带负电 C．轨迹半径逐渐减小 D．轨迹半径逐渐增大

参考答案：AC

本题解析：在南极上空磁场方向为竖直向上，由左手定则可以判断粒子带负电．由于空气阻力的作用，粒子速度逐渐减小，其运动半径逐渐减小，因此弯曲程度逐渐增大．
解：A、B、在南极上空有竖直向上的磁场，带电粒子运动的轨迹由地面上看沿顺时针方向，则由左手定则得粒子带正电．故A正确，B错误；
C、D、运动过程中粒子因空气阻力做负功，粒子的动能变小，速度减小，根据公式：则半径小．故C正确，D错误．
故选：AC
点评：题目以常见的自然现象为背景命题，考查了地磁场、左手定则、带电粒子在磁场中的运动等知识点．极光在地球上看为顺时针方向，如果俯视则应为逆时针方向．用左手定则可断定．

本题难度：一般

4、计算题   (20分)如图在xOy坐标系第Ⅰ象限，磁场方向垂直xOy平面向里，磁感应强度大小均为B="1.0T" ；电场方向水平向右，电场强度大小均为E=N／C。一个质量m=2.0×10-7kg，电荷量q=2.0×10-6C的带正电粒子从x轴上P点以速度v0射入第Ⅰ象限，恰好在xOy平面中做匀速直线运动。0.10s后改变电场强度大小和方向，带电粒子在xOy平面内做匀速圆周运动，取g=10m／s2。求：

(1)带电粒子在xOy平面内做匀速直线运动的速度v0大小和方向；
(2)带电粒子在xOy平面内做匀速圆周运动时电场强度的大小和方向；
(3)若匀速圆周运动时恰好未离开第Ⅰ象限，x轴上入射P点应满足何条件？

参考答案：（1）速度v0大小2 m／s，方向斜向上与x轴夹角为60°
（2）E=1.0N/C?方向竖直向上（3）x轴上入射P点离O点距离至少为0.27 m

本题解析：(1)如图粒子在复合场中做匀速直线运动，设速度v0与x轴夹角为θ，依题意得：粒子合力为零。①（1分）

重力mg=2.0×10-6N，电场力F电=Eq=2×10-6N
洛伦兹力="4." 0×10-6N?②（3分）
由f洛=qvB得? v0="2" m／s?③（2分）
=? θ=60°?④（2分）
速度v0大小2 m／s，方向斜向上与x轴夹角为60°
(2) 带电粒子在xOy平面内做匀速圆周运动时，电场力F电必须与重力平衡，洛伦兹力提供向心力。故电场强度，⑤（3分）
方向竖直向上；⑥（2分）
(3) 如图带电粒子匀速圆周运动恰好未离开第1象限，

圆弧左边与y轴相切N点；?⑦（2分）
PQ匀速直线运动，PQ=v0t="0.2" m?⑧（1分）
洛伦兹力提供向心力，?⑨（1分）
整理并代入数据得R=" 0.2" m?⑩（1分）
由几何知识得OP="R+Rsin60°-" PQcos60°="0.27" m?⑾（1分）
x轴上入射P点离O点距离至少为0.27 m?⑿（1分）

本题难度：一般

5、简答题  如图所示，已知正方形abcd边长为，e是cd边的中点，abcd所围区域内是一个磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面的匀强磁场，一带电粒子从静止开始经电压为U的电场加速后从a点沿ab方向射入磁场，最后恰好从e点射出。不计带电粒子的重力。求：
(1)带电粒子的电量与质量的比值q/m；
(2)带电粒子从a点到e点的运动时间。
（已知ｓｉｎ５３ｏ＝０．８　ｃｏｓ５３ｏ＝０．６　ｔａｎ２６．５ｏ＝）

参考答案：
（1）（2）

本题解析：(1) 粒子经电场加速后，由动能定理得：?（2分）

射入磁场后，有：?（2分）
粒子在磁场中的运动轨迹如图所示，几何关系是：
?（2分）
解得带电粒子的电量与质量的比值为：?
(2)由几何关系得 ｔａｎα＝　α＝２６．５ｏβ＝１２７ｏ（2分）
?（1分）?　　　 T= ?（１分）?
??T=?（1分）
t= ?　（2分）
解得?t=?（２分）

本题难度：简单

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