专题148 带电粒子在磁场中圆周运动(提升版)专项训练 -2026届高考物理一轮复习
专题148 带电粒子在磁场中圆周运动(提升版)
一、单选题
1.如图所示,垂直于纸面向里的匀强磁场分布在正方形abcd区域内,O点是cd边的中点.一个带正电的粒子仅在磁场力的作用下,从O点沿纸面以垂直于cd边的速度射入正方形内,经过时间t0刚好从c点射出磁场.现设法使该带电粒子从O点沿纸面以与Od成30o角的方向,以大小不同的速率射入正方形内,那么下列说法中正确的是( )
A.若该带电粒子在磁场中经历的时间是t0,则它一定从cd边射出磁场
B.若该带电粒子在磁场中经历的时间是t0,则它一定从ad边射出磁场
C.若该带电粒子在磁场中经历的时间是t0,则它一定从bc边射出磁场
D.若该带电粒子在磁场中经历的时间是t0,则它一定从ab边射出磁场
2.平面OM和平面ON之间的夹角为30°,其横截面(纸面)如图所示,平面OM上方存在匀强磁场、磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外。一带电粒子的质量为m,电荷量为q(q>0),沿纸面以大小为v的速度从OM上的某点向左上方射入磁场,速度方向与OM成30°角,已知该粒子在磁场中的运动轨迹与ON只有一个交点,并从OM上另一点射出磁场,不计重力。则粒子离开磁场时的出射点到两平面交线O的距离为( )
A. B.
C.
D.
3.一圆筒处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,磁场方向与筒的轴平行,筒的横截面如图所示。图中直径MN的两端分别开有小孔,筒绕其中心轴以角速度ω顺时针转动。在该截面内,一带电粒子从小孔M射入筒内,射入时的运动方向与MN成30°角。当筒转过90°时,该粒子恰好从小孔N飞出圆筒,不计重力。若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞,则带电粒子的比荷为( )
A. B.
C.
D.
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4.如图所示,L1和L2为两条平行的磁场边界线,L1上方和L2下方都是垂直纸面向里,范围足够大,且磁感应强度相同的匀强磁场,L1和L2之间无磁场;A、B两点是L2上相距一定距离的两点。带电粒子从A点以初速度v0与L2成30°角斜向右上方射出,经过偏转后正好过B点,不计重力,下列说法正确的是( )
A.该粒子一定是带正电
B.该粒子经过B点时的速度一定跟在A点时的速度相同
C.若只稍微增大该粒子在A点的初速度,它将仍可能经过B点
D.若只将该粒子在A点的初速度方向改为与L2成60°角斜向右上方,它将不可能经过B点
5.如图所示为一有界匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外,MN、PQ为其两个边界,两边界间的距离为L.现有两个带负电的粒子同时从A点以相同速度沿与PQ成30°的方向垂直射入磁场,结果两粒子又同时离开磁场.已知两带负电的粒子质量分别为2m和5m,电荷量大小均为q,不计粒子重力及粒子间的相互作用,则粒子射入磁场时的速度为( )
A. B.
C. D.
6.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的等边三角形分开,三角形内磁场方向垂直纸面向里,三角形顶点A处有一质子源,能沿
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
,则以下说法正确的是( )
A.质子的速度可能为 B.质子的速度可能为
C.质子由A到C的时间可能为 D.质子由A到C的时间可能为
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7.如图所示,在以O点为圆心、半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,圆形区域外有大小相等、方向相反、范围足够大的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q(q>0)的带电粒子沿直径AC方向从A点射入圆形区域。不计重力,下列说法正确的是( )
A.粒子的运动轨迹可能经过O点
B.粒子射出圆形区域时的速度方向不一定沿该区域的半径方向
C.粒子连续两次由A点沿AC方向射入圆形区域的最小时间间隔为
D.若粒子从A点射入到从C点射出圆形区域用时最短,则粒子运动的速度大小为
8.如图,是交替出现的宽为
的匀强电场和匀强磁场区域,其中编号1、3区域为电场,场强均为
,2、4区域为磁场,场强均为
,方向如图所示。质量为
,带电量为
的正粒子,从1区上边界由静止释放,不计重力。下列说法中正确的是( )
A.粒子从4区下边界穿出后的动能一定为
B.粒子从4区下边界穿出后的水平速度一定为
C.粒子从4区下边界穿出时的速度与水平方向夹角的余弦为
D.若粒子恰未从第4场区射出,则需满足
9.某一空间存在着磁感应强度为且大小不变、方向随时间
做周期性变化的匀强磁场(如图甲所示),规定垂直纸面向里的磁场方向为正。为使静止于该磁场中的带正电的粒子能按
的顺序做横“∞”字曲线运动(即如图乙所示的轨迹),下列办法可行的是(粒子只受洛伦兹力的作用,其他力不计)( )
A.若粒子的初始位置在处,在
时给粒子一个沿切线方向水平向右的初速度
B.若粒子的初始位置在处,在
时给粒子一个沿切线方向竖直向下的初速度
C.若粒子的初始位置在处,在
时给粒子一个沿切线方向水平向左的初速度
D.若粒子的初始位置在处,在
时给粒子一个沿切线方向竖直向下的初速度
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