2024届高考物理一轮复习练：带电粒子在圆形磁场中的运动问题

2024届高考一轮复习有界磁场中的运动 圆形 一、选择题 1.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点入射最终都从N点离开磁场，则 A.粒子a、b可能带异种电荷 B.粒子a、b一定带同种电荷 C.v1 : v2可能为2 : 1 D.v1 : v2只能为1 : 1 2.如图所示，形区域内存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，比荷相同的a、b两个粒子沿直径AB方向从A点射入磁场中，然后分别从圆弧上的P、Q两点射出，则下列说法正确的是 A.a、b在磁场中运动的时间之比为3:1 B.a、b在磁场中做匀速圆周运动的周期之比为1:1 C.a、b在磁场中运动的轨道半径之比为2:1 D.a、b在磁场中运动的速率之比为1:3 3.如图所示,半径为R的圆弧内存在垂直纸面向里的匀强磁场(包括边界)磁感应强度大小为B，在A点有一正粒子发射器，能发射出沿垂直OA方向的质量为m、电荷量为q的粒子，粒子的初速度大小不同且均小于，则在磁场中运动时间最长的粒子中速度最大的粒子的速度与从OC中点离开磁场的粒子的速度大小之比为 A.4:5 B.5 :4 C.1 :1 D.1:2 4.如图，竖直平面内存在半径为R的圆形匀强磁场区域，以圆心O为坐标原点建立图示直角坐标系，现有，，三种粒子，以速度v0从a点与x轴正方向成30°斜向下射入磁场，以速度v0从b点沿y轴负方向射入磁场，以速度v0从O点沿y轴正方向射入磁场，已知，运动半径刚好为R，经过一段时间后三个粒子分别射出磁场，若运动过程中粒子不会发生碰撞，不计粒子的重力和粒子间的相互作用力，则三个粒子从圆形边界射出点构成的图形的面积为 A. R2 B. R2 C. R2 D. R2 5.如图所示，在矩形ABCD内有一垂直纸面向里的圆形匀强磁场区域(磁场区域未画出)，已知AB边长4L，BC边长6L，E是BC边的中点。一质量为m，电荷量为+q的粒子从A点沿AE方向以速度v0进入矩形区域，恰能从D点沿ED方向射出矩形区域。不计粒子的重力，则此磁场的磁感应强度最小值为 A. B. C. D. 6.如图所示，abcd为边长为L的正方形，在四分之一圆abd区域内有垂直正方形平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子从b点沿ba方向射入磁场，粒子恰好能通过c点，不计粒子的重力，则粒子的速度大小为 A. B. C. D. 7.如图，半径为R的四分之一圆内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，半径OA水平，在C点有一粒子源以相同速率向各个方向发射质量为m，带电量为q(q >0)的粒子，速率大小为v= ，在圆弧AC上有粒子射出，B为圆m弧上一点，∠AOB=60°，不计粒子所受重力，下列说法正确的是 A.所有从圆弧AC上出来的粒子的速度方向都平行 B.所有从圆弧AC上出来的粒子在磁场中运动时间都相等 C.从A处射出的粒子与从B处射出的粒子在磁场中运动时间之比为3:1 D.从A处射出的粒子与从B处射出的粒子在磁场中的速度偏转角之比为3:2 8.如图所示，在以MN为直径的圆形区域内存在着匀强磁场，磁感应强度大小为B方向垂直纸面向外圆形边界上无磁场。一群电子以不同的初速率从MN上的A点在纸面内沿与MN成θ=45°角的方向射入磁场，并恰好全部在磁场边界ND上射出。已知MN=2R，半径OD与电子的初速度方向平行，从D点射出的电子速率为v，DA⊥MN，不考虑重力和电子间的相互作用，则下列说法正确的是 A.从N点射出的电子速率为v B.电子的比荷为 C.电子在磁场中运动的最长时间与最短时间之比为3:1 D.电子在磁场中运动的轨迹半径可能为 9.如图所示，绝缘圆筒内分布着匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，两个质量和电荷量均相同的带正电粒子，以不同的速度分别从筒壁上的小孔垂直磁场方向射入筒内，A粒子沿直径方向射入，B粒子的速度方向与直径的夹角为30°，不计粒子与筒壁碰撞时能量和电荷量的损失(即粒子与圆筒碰撞前后的速度方向满足反射定律)，若两粒子都在最短时间内返回小孔，不计粒子重力，下列说法正确的是 A.两粒子与圆筒碰撞次数之和为4 B.两粒子的速度大小之比vA: vB= : 2 C.两粒子离开小孔时的速度方向的夹角为60° D.两粒子在磁场中