2024届高三物理一轮复习重点突破：专题42带电粒子在有界匀强磁场中的运动

专题42带电粒子在有界匀强磁场中的运动 一、单项选择题 1．如图所示，在第IV象限内有垂直坐标平面向外的匀强磁场，一对比荷之比为的正、负带电粒子在坐标平面内以相同的速率沿与x轴成角的方向从坐标原点射入磁场。不计粒子受到的重力及粒子间的作用力。正、负带电粒子在磁场中运动的时间之比为（     ） A． B． C． D． 2．如图所示，半径为R的圆形区域内存在着磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于纸面向里，一带负电的粒子（不计重力）沿水平方向以速度v正对圆心入射，通过磁场区域后速度方向偏转了60°。如果想使粒子通过磁场区域后速度方向的偏转角度最大，在保持原入射速度的基础上，需将粒子的入射点向上平移的距离d为（　　） A． B． C． D． 3．如图所示，正方形abcd内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，一束电子以大小不同的速度从a点沿ab方向射入磁场。不计电子的重力和电子间的相互作用。对于从c点和d点射出的电子，下列说法正确的是（　　） A．轨道半径之比为 B．线速度大小之比为 C．向心力大小之比为 D．在磁场中运动时间之比为 4．如图所示，在x轴上方存在垂直于纸面向里的足够宽的匀强磁场，磁感应强度为B。在xOy平面内，从原点O处沿与x轴正方向成角（）以速率v发射一个带正电的粒子（重力不计）。则下列说法正确的是（　　） A．若v一定，越大，则粒子在离开磁场的位置距O点越远 B．若v一定，越大，则粒子在磁场中运动的时间越短 C．若一定，v越大，则粒子在磁场中运动的角速度越大 D．若一定，v越大，则粒子在磁场中运动的时间越短 5．如图所示的虚线框为一长方形区域，该区域内有一垂直于纸面向里的匀强磁场，一束电子以不同的速率从O点垂直于磁场方向、沿图中方向射入磁场后，分别从a、b、c、d四点射出磁场，比较它们在磁场中的运动时间ta、tb、tc、td，其大小关系是    (　　) A．ta<tb<tc<td B．ta＝tb＝tc＝td C．ta＝tb>td>tc D．ta＝tb>tc>td 6．如图，在x轴上方存在垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，x轴下方存在垂直纸面向外的磁感应强度为的匀强磁场。一带负电的粒子从原点O以与x轴成60°角的方向斜向上射入磁场，且在上方运动半径为R（不计重力），则（　　） A．粒子经偏转一定能回到原点O B．粒子在x轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为2∶1 C．粒子再次回到x轴上方所需的时间为 D．粒子第二次射入x轴上方磁场时，沿x轴前进了3R 7．如图所示，边长为L的等边三角形区域ACD内、外的匀强磁场的磁感应强度大小均为B、方向分别垂直纸面向里、向外。三角形顶点A处有一质子源，能沿∠A的角平分线发射速度大小不等、方向相同的质子（质子重力不计、质子间的相互作用可忽略），所有质子均能通过D点，已知质子的比荷，则质子的速度不可能为（　　） A． B． C． D． 8．如图所示，左右边界a、b内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，O点到边界a的距离与a到b的距离相等，质量为m、电荷量为q的带电粒子从O点射出，速度大小为、方向与磁场边界a夹角为，从a边界射入后，垂直于b边界射出，粒子重力不计，以下判断正确的是（　　） A．带电粒子带正电 B．带电粒子出磁场时速度大小为 C．a、b边界的距离等于 D．粒子从O运动到b边界的时间为 9．如图所示，两平行线EF和MN将磁场分割为上、下两部分，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。现有一质量为m、电荷量为q的带电粒子（不计重力）从EF线上的A点以速度v斜向下射入EF下方磁场，速度与EF成30°角，经过一段时间后粒子正好经过C点，经过C点时速度方向斜向右上方，与EF也成30°角。已知A、C两点间距为L，两平行线间距为d，下列说法不正确的是（　　） A．粒子不可能带负电 B．磁感应强度大小可能为B＝ C．粒子到达C点的时间可能为＋ D．粒子的速度大小可能为v＝ 10．如图所示，O点有一粒子发射源，能沿纸面所在的平面发射质量均为m、电荷量均为+q、速度大小均为v的粒子。MN为过O点的水平放置的足够大的感光照相底片，照相底片上方有匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场方向垂直于纸面向里，不计粒子所受的重力及粒子间的相互作用，则感光照相底片上的感光长度为（　　） A． B． C． D． 二、多项选择题 11．如图所示，两匀强磁场的方向相同，以虚线MN为理想边界，磁感应强度分别为B1、B2，今有一质量为m、电量为q的负电荷从MN上的P点沿垂直于磁场方向射入匀强磁场B1中，其运动轨迹为如图虚线所示的“心”形图线。则以下说法正确的是（　　） A．电荷的运行轨迹为PDMCNEP B．负电荷运行一周再回到P用时为T C．B1=2B2 D．B1