2024届高考物理一轮复习练习题：带电粒子在磁场中运动

带电粒子在磁场中运动练习题 一、单选题 1.如图所示，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是竖直平面内三个相同的半圆形光滑轨道，K为轨道最低点，Ⅰ处于匀强磁场中，Ⅱ和Ⅲ处于匀强电场中，三个完全相同的带正电小球a、b、c从轨道最高点自由下滑至第一次到达最低点K的过程中，下列说法正确的是( ) A.在K处球a速度最大 B.在K处球b对轨道压力最大 C.球b需要的时间最长 D.球c机械能损失最多 2.由几种不同的粒子组成的带电粒子束，以相同的速度v从同一点垂直磁场方向射入同一匀强磁场，结果所有的粒子沿同一圆周做匀速圆周运动(不计重力)，这是因为( ) A.它们具有相同的动能 B.它们具有相同的电荷量 C.它们具有相同的质量 D.它们具有相同的比荷 3.如下图所示，在光滑绝缘的水平桌面上半径为a的圆形区域内存在竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场，圆心为O，MN为直径。P和Q为圆周上M两侧的两个点，且到MN的距离不等。三个质量和电荷量都相同的带负电小球a、b、c分别在P、M、Q三个位置，以大小均为的速度平行MN射入磁场区域，不考虑小球之间的作用力，则( ) A.从圆周上同一个位置离开磁场，a最先离开、c最后离开 B.从圆周上同一个位置离开磁场，c最先离开、a最后离开 C.从圆周上不同位置离开磁场，c最先离开、a最后离开 D.从圆周上不同位置离开磁场，a最先离开、c最后离开 4.如图所示，有界匀强磁场边界线SP∥MN，速率不同的同种带电粒子从S点沿SP方向同时射入磁场.其中穿过a点的粒子速度v1与MN垂直；穿过b点的粒子速度v2与MN成60°角，设粒子从S到a、b所需时间分别为t1和t2，则t1∶t2为(重力不计)( ) A.1∶3 B.4∶3 C.1∶1 D.3∶2 5.如图，虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点，大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点，在纸面内沿不同方向射入磁场。若粒子射入速率为v1，这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上；若粒子射入速率为v2，相应的出射点分布在三分之一圆周上。不计重力及带电粒子之间的相互作用。则v2∶v1为( ) A. B. C. D. 6.在光滑绝缘的水平面上.OP右侧有如图所示的匀强磁场，两个相同的带电小球a和b以大小相等的初速度从O点沿垂直磁场方向进入匀强磁场，最后两球均运动到OP边界的P侧，下列说法正确的是( ) A.球a带正电，球b带负电 B.球a在磁场中运动的时间比球b的短 C.球a在磁场中运动的路程比球b的短 D.球a在OP上的落点与O点的距离比球b的近 7.如图甲所示，直角三角形ACO区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B，其中∠AOC=30°，AC边的长度为L。质量为m，电荷量为q的带电粒子(不计重力)从A点沿AO方向射入磁场。要使粒子能从AC边射出磁场，该粒子的速度不能超过( ) A. B. C. D. 8.两个电荷量分别为q和-q的带电粒子a、b分别以速度和射入匀强磁场，两粒子与磁场边界的夹角分别为30°和60°，磁场宽度为d，两粒子同时由A点出发，同时到达B点，如图所示，则( ) A.a粒子带正电，b粒子带负电 B.两粒子的轨道半径之比 C.两粒子的质量之比 D.两粒子的速度之比 9.1932年，劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器，其工作原理如图所示，置于真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，A处粒子源产生的粒子质量为m，电荷量为+q，在加速器中被加速，加速电压为U，电压频率一直与粒子运动频率匹配，加速过程不考虑粒子重力和相对论效应，下列说法正确的是( ) A.粒子第二次和第一次经过狭缝区后的运动半径之比为2∶1 B.粒子第二次和第一次经过磁场区的运动时间之比为 C.若将D形盒中的磁感应强度变为2B，则粒子射出磁场时的动能变为原来的4倍 D.若将加速电压变为2U，则粒子射出磁场时的动能变为原来的2倍 10.如图所示的长方形区域abcd，长ad=0.6 m，宽ab=0.3 m，O、e分别是ad、bc的中点，以ad为直径的半圆内有垂直纸面向里的匀强磁场(边界上无磁场)，磁感应强度B=0.25 T.一群不计重力、质量为m=3×10-7 kg、电荷量为q=+2×10-3 C的带电粒子以速度v=5×102 m/s沿垂直ad的方向垂直于磁场射入磁场区域( ) A.从Od段射入的粒子，出射点全部分布在Oa段 B.从Oa段射入的粒子，出射点全部分布在ab边 C.从Od段射入的粒子，出射点分布在Oa段和ab边 D.从Oa段射入的粒子，出射点分布在ab边和bc边 11.有一带电量为+q，质量为m的带电粒子，沿