2022届高考物理二轮专题复习：带电粒子在磁场中运动的多解问题

2022年高考物理二轮专题复习： 带电粒子在磁场中运动的多解问题 一、选择题（本大题共12小题） 1．（2022·上海·模拟预测）据有关资料介绍，受控核聚变装置中有极高的温度，因而带电粒子将没有通常意义上的“容器”可装，而是由磁场约束带电粒子运动，使之束缚在某个区域内。如图所示，环状磁场的内半径为R1，外半径为R2，被束缚的带电粒子的比荷为k，中空区域内带电粒子具有各个方向的速度，速度大小为v。中空区域中的带电粒子都不会穿出磁场的外边缘而被约束在半径为R2的区域内，则环状区域内磁场的磁感应强度大小可能是（　　） A． B． C． D． 2．（2022·辽宁大连·二模）如图，一长度为a的竖直薄挡板MN处在垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B。O点有一粒子源在纸面内向各方向均匀发射电荷量为+q、质量为m的带电粒子，所有粒子的初速度v（未知）大小相同。已知初速度与夹角为发射的粒子恰好经过N点（不被挡板吸收），粒子与挡板碰撞则会被吸收，，，不计粒子重力，不考虑粒子间的相互作用。则（　　） A．粒子在磁场中圆周运动的半径为 B．挡板左侧能被粒子击中的竖直长度为a C．粒子能击中挡板右侧的粒子数占粒子总数的 D．若调节初速度v大小使挡板的右侧被粒子击中的竖直长度为a，则v的最小值为 3．（2022·宁夏·银川唐徕回民中学模拟预测）如图所示，两方向相反，磁感应强度大小均为B的匀强磁场被边长为L的等边三角形ABC边界分开，三角形内磁场方向垂直纸面向里，三角形顶点A处由一质子源，能沿∠BAC的角平分线发射速度不同的质子（质子重力不计），所有质子均能通过C点，质子比荷，则质子的速度可能为（　　） A． B． C． D． 4．（2022·上海·模拟预测）如图所示，在正方形内有垂直于正方形平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为。电子（质量为、电荷量为）从边上的点以初速度沿与夹角为的方向射入磁场，从边离开磁场，，不计电子重力，下列说法正确的是（　　） A．电子初速度大小可能为 B．若电子初速度大小变为，则电子在磁场中的运动时间为 C．若电子初速度大小变为，则电子从边离开磁场 D．若电子初速度大小变为，则电子在磁场中的运动时间大于 5．（2022·山西·太原五中二模）如图所示，在直角三角形ABC内充满垂直纸面向外的匀强磁场（图中未画出），AB边长度为d，。现垂直AB边射入一束质量均为m、电荷量均为q、速度大小均为v的带正电粒子。已知垂直AC边射出的粒子在磁场中运动的时间为t0，而运动时间最长的粒子在磁场中的运动时间为（不计重力），则下列说法中正确的是（　　） A．粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为4t0 B．该匀强磁场的磁感应强度大小为 C．粒子在磁场中运动的轨道半径为 D．粒子进入磁场时速度大小为 6．（2022·黑龙江·哈尔滨市第六中学校二模）如图所示，S为一离子源，MN为荧光屏，其长度为，S到MN的距离为SP=L，P为MN的中点，MN的左侧区域有足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。某时刻离子源S一次性沿平行纸面的各个方向均匀地喷发大量的正离子（此后不再喷发），喷发的离子速率均相等、质量均为m、电荷量均为q。不计粒子重力，不考虑离子之间的相互作用力，下列说法正确的是（　　） A．若离子在磁场中做匀速圆周运动的半径为2L，则离子喷发时的速率为 B．速率为的离子，一定打不到荧光屏上 C．速率为的离子，能打中荧光屏的最短时间为 D．速率为的离子，能打到荧光屏MN上的范围为 7．（2022·陕西·二模）如图为“EAST超导托卡马克核聚变实验装置”的简化模型：把核材料约束在半径为r2的圆形区域内，等离子体只在半径为r1的圆形区域内反应，环形区域(约束区)存在着垂直于截面的匀强磁场。假设约束的核聚变材料只有氕核()和氘核()，已知氕核()的质量为m，电量为q，两个同心圆的半径满足r2＝(＋1)r1，只研究在纸面内运动的核子，不考虑核子间的相互作用、中子和质子的质量差异以及速度对核子质量的影响。设核聚变材料氕核()和氘核()具有相同的动能Ek，则以下说法正确的是（　　） A．氕核()和氘核()的比荷之比为1：2 B．氕核()和氘核()分别在环形区域做匀速圆周运动的半径之比为1： C．为了约束从反应区沿不同方向射入约束区的核子，则环形磁场区域所加磁场磁感应强度B满足的条件为B> D．若约束区的磁感应强度为B0，氕核()从圆心O点沿半径方向以某一速度射入约束区，恰好经过约束区的外边界，则氘核()再次回到反应区所用时间t＝ 8．（2022·福建·一模）如图所示，圆形区域直径MN上方存在垂直于纸面向外的匀强磁场，下方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小相同。现有两个比荷相同的带电粒子a、b，分别以v1、v2的速度沿图示方向垂直磁场方向从M