高中物理 模块六 动量与动量守恒定律 考点3_2 动量与磁场试题1

考点3.2 动量与磁场

1. 粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍，两粒子均带正电，让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动。已知磁场方向垂直纸面向里。以下四个图中，能正确表示两粒子运动轨迹的是（ A ）

2. 如图所示，匀强磁场的方向垂直纸面向里，一带电微粒从磁场边界d 点垂直于磁场方向射入，沿曲线dpa 打到屏MN 上的a 点，通过pa 段用时为a t 若该微粒经过P 点时，与一个静止的不带电微粒碰撞并结合为一个新微粒，最终打到屏MN 上。两个微粒所受重力均忽略。新微粒运动的

( D )

A.轨迹为pb,至屏幕的时间将小于t

B.轨迹为pc ,至屏幕的时间将大于t

C.轨迹为pb ，至屏幕的时间将等于t

D.轨迹为pa ，至屏幕的时间将大于t

3. 如图所示，在足够大的空间范围内，同时存在着竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的水平匀强磁场，磁感应强度B =1.57T.小球1带正电，其电荷量与质量之比11

q m =4 C/kg,

所受重力与电场力的大小相等；小球2不带电，静止放置于固定的水平悬空支架上。小球向右以v 0=23.59 m/s 的水平速度与小球2正碰，碰后经过0.75 s 再次相碰。设碰撞前后两小球带电情况不发生改变，且始终保持在同一竖直平面内。（取g=10 m/s 2)

(1) 电场强度E 的大小是多少？

(2) 两小球的质量之比1

2m m 是多少？

【答案】(1)2.5N/C (2)11

4. 某种工业上用质谱仪将铀离子从其他相关元素中分离出来，如图所示，铀离子通过

U =100KV 的电势差加速后进入匀强磁场分离器，磁场中铀离子的路径为半径r =1.00m 的半圆，最后铀离子从狭缝出来被收集在一只杯中，已知铀离子的质量m =3.92×10-25

kg ，电量q =3.20×10-19C ，如果该设备每小时分离出的铀离子的质量m =100mg ，则：（为便于计

算2 ）

(1) 求匀强磁场的磁感应强度

(2) 计算一小时内杯中所产生的内能

(3) 计算离子流对杯产生的冲击力

5. K -1介子的衰变方程为110K ππ--→+，其中K -1介子和π-1

介子带负电，电荷量为元电荷电量e ，π0介子不带电。现一K -1

介子以某一初速度按图示沿直线穿过复合场区域Ⅰ，且该区域电场强度为E ，方向竖直向下；磁场磁感应强度为B 1，方向垂直纸面向里。穿过复合场Ⅰ后，K 介子进入同一平面的y 轴右侧单边界磁场区域Ⅱ，坐标轴与纸面平行，磁感应强度为B 2，方向垂直于纸面。K -1介子在磁场区域Ⅱ中运动轨迹如图所示，且OA 的距离为L ，OB 的距离为2L ，A 、B 的为运动轨迹与坐标轴的交点。当K -1介子运动到P 点时发生衰变，衰变后产生的π-1介子的轨迹PC ，两轨迹在P 点相切(π0轨迹未画出)，若两圆弧的半径R AP :R PC =2:1,不计微观粒子的重力，则：

(1) 判断磁场区域Ⅱ的磁感应强度B 2方向；

(2) 求K -1介子的初速度v 0

(3) 求K -1介子的质量

(4) 求衰变后π-1介子与π0介子的动量比。

如图所示，在光滑绝缘水平面上由左到右沿一条直线等间距的静止排着多个形状相同的带正电的绝缘小球，依次编号为1、2、3…每个小球所带的电荷量都相等且均为q=3.75×10-3C，第一个小球的质量m=0.03kg，从第二个小球起往下的小球的质量依次为前一个小球的，小球均位于垂直于小球所在直线的匀强磁场里，已知该磁场的磁感应强度B=0.5T．现给第一个小球一个水平速度v=8m/s，使第一个小球向前运动并且与后面的小球发生弹性正碰．若碰撞过程中电荷不转移，则第几个小球被碰后可以脱离地面？（不计电荷之间的库仑力，取g=10m/s2

【答案】第3个