- 西城2022高三物理一模
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相关例题：
一、选择题（共12小题，每小题6分，共72分）
1. 如图所示，在xoy平面内有一区域为从坐标原点O沿x轴正方向到(a,0)的区间，该区域内存在方向平行于x轴的匀强磁场，磁感应强度为B。一质量为m、电荷量为q的粒子从坐标原点O沿y轴正方向以速度v射入磁场区域，粒子从原点O射出磁场时速度方向与y轴正方向的夹角为θ，不计重力影响。下列说法正确的是（ ）
A. 粒子在磁场中运动的时间为
B. 粒子在磁场中运动的轨道半径为
C. 粒子在磁场中运动的周期为
D. 粒子在磁场中运动的轨迹与圆弧吻合，则该圆弧对应的圆心角为
【分析】
粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力得出轨道半径和周期的表达式，结合几何关系求出时间。
本题考查了带电粒子在匀强磁场中的运动规律，知道洛伦兹力提供向心力以及知道轨道半径和周期的表达式是解题的关键。
【解答】
A.粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力得：$qvB = m\frac{v^{2}}{r}$，解得轨道半径$r = \frac{mv}{qB}$，粒子在磁场中运动的时间为：$t = \frac{2\pi r}{v} = \frac{2\pi m}{qB}$，故A错误；
B.粒子在磁场中运动的轨道半径为$\frac{mv}{qB}$，故B错误；
C.粒子做匀速圆周运动的周期为$T = \frac{2\pi r}{v} = \frac{2\pi m}{qB}$，故C正确；
D.粒子在磁场中运动的轨迹与圆弧吻合，则该圆弧对应的圆心角为$\theta = \frac{t}{\frac{T}{2}} = \frac{\pi}{B}$，故D错误。
故选C。
二、实验题（共18分）
【分析】
根据实验原理分析实验器材的作用；根据实验原理分析实验步骤；根据实验数据得出实验结论。
本题考查了实验器材的作用、实验步骤以及实验结论等知识点。对于实验问题要明确实验原理、步骤、数据处理等知识点。
【解答】
解：$①$该实验器材的作用是测量带电粒子的速度和偏转角度；
$②$实验步骤：先调节水平仪使水平槽所在平面水平；再使带电粒子从槽口上方同一位置由静止释放；最后用刻度尺测量出带电粒子在偏转电场中偏转的距离和偏转角度；
$③$由图可知：带电粒子的偏转角度$\alpha = 30^{\circ}$；偏转距离$y = 3cm$；带电粒子的质量$m = 0.998g$；带电粒子的电量$q = 1.6 \times 10^{- 19}C$；则由几何关系可知：带电粒子的速度$v = \sqrt{\frac{y}{l}} = \sqrt{\frac{3}{l}}$；由牛顿第二定律可知：$qE = ma$；解得：$E = \frac{ma}{q} = \frac{0.998 \times 10^{- 3} \times 10}{1.6 \times 10^{- 19}} = 6 \times 10^{4}V/m$；故答案为：测量带电粒子的速度和偏转角度；先调节水平仪使水平槽所在平面水平；再使带电粒子从槽口上方同一位置由静止释放；最后用刻度尺测量出带电粒子在偏转电场中偏转的距离和偏转角度；带电粒子的偏转角度$\alpha = 30^{\circ}$；偏转距离$y = 3cm$；带电粒子的质量$m = 0.998g$；带电粒子的电量$q = 1.6 \times 10^{- 19}C$；E的大小为$6 \times 10^{
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