2018年高考理综Ⅰ卷物理压轴题解法探究

李巍巍

[摘   要]2018年高考全国I卷第25题考查了带电粒子在组合场中的运动，学生对此题情景还是比较熟悉的，但由于问题设置灵活，物理量关系错综复杂，学生感到无所适从，到处碰壁，导致失分严重。鉴于此，文章用三种方法对该题进行分析解答。

[关键词]理综I卷;压轴题;解法探究

[中图分类号]    G633.7        [文献标识码]    A        [文章编号]    1674-6058（2019）05-0061-02

一、原题再现

【2018年全国理综Ⅰ卷25】如图1，在y > 0的区域存在方向沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为E;在y < 0的区域存在方向垂直于xOy平面向外的匀强磁场。一个氕核[11H]和一个氘核[21H]先后从y轴上[y=h]点以相同的动能射出，速度方向沿x轴正方向。已知[11H]进入磁场时，速度方向与x轴正方向的夹角为[60°]，并从坐标原点O处第一次射出磁场。[11H]的质量为m，电荷量为q，不计重力。求：

① [11H]第一次进入磁场的位置到原点O的距离;

② 磁场的磁感应强度大小;

③ [21H]第一次離开磁场的位置到原点O的距离。

二、试题分析

【解题思路】本题把加速电场、偏转电场、减速电场与磁场按一定的顺序排列，让带电粒子从一个场飞入，飞出时又进入另外一个场。这类题的解决方案是逐个场找规律、列等式。解题的关键点是分析两个场轨迹连接处的动能大小或速度大小与方向。

【核心素养】①物理观念：物质观（带电粒子、组合场）、运动观（类平抛运动、匀速圆周运动）、相互作用观（电场力、洛伦兹力）、能量观（动能、电势能）。

②科学思维：模型构建（带电粒子在组合场中的运动）、科学推理（在匀强电场中仅受电场力作用——类平抛;在匀强磁场中仅受洛伦兹力作用——匀速圆周运动）。

三、解法探究

质子（[11]H）在电场中做类平抛运动，在磁场中做匀速圆周运动。设[11]H在电场中的加速度大小为a1，初速度大小为v1，进入磁场瞬间沿电场线方向速度为[vy1]，它在电场中的运动时间为t1，第一次进入磁场的位置到原点O的距离为x1，在磁场中轨迹半径为R1。

解法一：利用牛顿运动规律分析

解法二：利用二级结论快速求解

解法三：利用数学函数及求导分析

综上所述，学生分析组合型综合问题时，如果先拆分成几个更小的模型，找出每个模型需要应用的物理规律列等式即可取得小成果，再利用好题中各个模型衔接速度的大小或者动能的大小关系，就能有效解答相关问题。

[   参   考   文   献   ]

[1]  梁会琴，王春旺.复合场中的插件与高考组合[J].中学物理，2011（9）：37-39.

[2]  汤家合.复合场中带电粒子运动轨迹的再探讨[J].中学物理，2008（9）：6-9.

（责任编辑 易志毅）