2019-2020年高考物理 期末一模联考新题精选分类解析 专题15 带电粒子在电磁场中的运动

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1、2019-2020年高考物理期末一模联考新题精选分类解析专题15带电粒子在电磁场中的运动B'1.（xx广东汕头市期末）如图,一束带电粒子以一定的初速度沿直线通过由相互正交的匀强磁场（B）和匀强电场（E）组成的速度选择器，然后粒子通过平板S上的狭缝P，进入另一匀强磁场（B'），最终打在AlA2上．下列表述正确的是A.粒子带负电B.所有打在AlA2上的粒子，在磁场B'中运动时间都相同C.能通过狭缝P的带电粒子的速率等于D.粒子打在AlA2上的位置越靠近P，粒子的比荷越大答案：CD【命题意图】此题考查质谱仪及其相关知识。解析：根据题图粒子轨迹，利用左手定则可知粒子带正电，选项A错误

2、；根据带电粒子在匀强磁场中运动洛伦兹力等于向心力，其运动周期T=,所有打在AlA2上的粒子，在磁场B'中运动时间都为半个周期，时间与粒子比荷成反比，选项B错误；带电粒子以一定的初速度沿直线通过由相互正交的匀强磁场（B）和匀强电场（E）组成的速度选择器，满足qE=qvB，能通过狭缝P的带电粒子的速率等于v=，选项C正确；根据带电粒子在匀强磁场中运动洛伦兹力等于向心力，其轨迹半径r=mv/qB，粒子打在AlA2上的位置越靠近P，轨迹半径r越小，粒子的比荷越大，选项D正确。×××××××××××××××●OP●MNB2．（16分）（xx江苏南京盐城一模）如图所示，在半径为的圆形区域

3、内有水平向里的匀强磁场，磁感应强度B，圆形区域右侧有一竖直感光板，从圆弧顶点P以速率的带正电粒子平行于纸面进入磁场，已知粒子的质量为m，电量为q，粒子重力不计。⑴若粒子对准圆心射入，求它在磁场中运动的时间；⑵若粒子对准圆心射入，且速率为，求它打到感光板上时速度的垂直分量；⑶若粒子以速度从P点以任意角入射，试证明它离开磁场后均垂直打在感光板上。2．解析（1）设带电粒子进入磁场中做匀速圆周运动的轨道半径为，由牛顿第二定律得×××××××××××××××●OP●MNO1Q带电粒子在磁场中的运动轨迹为四分之一圆周，轨迹对应的圆心角为，如图所示，则×××××××××××××××●OP●

4、MNO3S3．（18分）（xx广东东莞市期末）如图所示，在真空中，半径为d的虚线所围的圆形区域内只存在垂直纸面向外的匀强磁场，在磁场右侧有一对平行金属板M和N，两板间距离也为d，板长为l．板间存在匀强电场，两板间的电压为U0。两板的中心线O1O2,与磁场区域的圆心O在同一直线上。有一电荷量为q、质量为m的带正电粒子，以速率v0从圆周上的P点沿垂直于半径OOl并指向圆心O的方向进入磁场，从圆周上的O1点飞出磁场后沿两板的中心线O1O2射入匀强电场，从两板右端某处飞出。不计粒子所受重力。求：(1)磁场的磁感应强度B的大小(2)粒子在磁场和电场中运动的总时间(3)当粒子在电场中经过

5、时间时，突然改变两金属板带电性质，使电场反向，且两板间电压变为U1，则粒子恰好能从O2点飞出电场，求电压U1和U0的比值3．解析：(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动，设圆周运动的半径为r，由牛顿第二定律（2分）由几何关系知（2分）所以（1分）(2)粒子在磁场中运动的周期，（2分）在磁场中运动时间为四分之一个周期，（1分）粒子在电场中做类平抛运动，平行板的方向做匀速直线运动（1分）所以（1分）在电磁场中运动的总时间（1分）4．（17分）（xx四川资阳一模）如图所示，真空中的矩形abcd区域内存在竖直向下的匀强电场，半径为R的圆形区域内同时存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为

6、B，圆形边界分别相切于ad、bc边的中点e、f。一带电粒子以初速度v0沿着ef方向射入该区域后能做直线运动；当撤去磁场并保留电场，粒子以相同的初速度沿着ef方向射入恰能从c点飞离该区域。已知，忽略粒子的重力。求：（1）带电粒子的电荷量q与质量m的比值；（2）若撤去电场保留磁场，粒子离开矩形区域时的位置。（2）若撤去电场保留磁场，粒子将在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，轨迹如图所示。……⑥efORabrBθθθgcd设粒子离开矩形区域时的位置g离b的距离为x，则由牛顿定律：……………………⑦由图中几何关系得：……………………⑧……………………⑨联解⑦⑧⑨得：……………………⑩评分

7、参考意见：本题满分17分，其中①②③⑥⑦⑧⑨式各2分，④⑤⑩式各1分；若有其他合理解法且答案正确，可同样给分。5．（19分）(xx河南平顶山期末)如图所示，在xoy平面内的第一象限有一以PQ为边界、沿y轴负向的匀强电场E，在第四象限有垂直于xoy平面的匀强磁场B。某时有质量和电荷量均为m、q的正粒子a、b同时从P点以垂直于y轴的速度进入电场，速度大小分别为v0、2v0，b粒子从Q点进入磁场。P、Q的坐标分别是（0，l）、（2l，0）。不计重力，不考虑粒子间的相互作用和可能发生的碰撞。（1）求电场强度E的