专题3.16圆形边界磁场问题(提高篇)(原卷版)

1、中高考复习资料，助你轻松跃龙门！请持续关注!爱心，用心，专心2021年高考物理100考点最新模拟题千题精练（选修3-1）第三部分磁场专题3.16圆形边界磁场问题（提高篇）一.选择题1、（2020高考精优预测山东卷2）如图所示，半径为，的圆刚好与正方形“从H的四个边相切，在圆形区域 内有方向垂直纸而向里的匀强磁场，一带负电粒子从，/边的中点以某一初速度沿纸而且垂直“，/边方向射入 磁场，一段时间后粒子从圆形磁场区域飞出并恰好通过正方形的d点.设该粒子在磁场中运动的轨迹半径为 R，运动时间为3若粒子在磁场中做圆周运动的周期为7.粒子重力不计.下列关系正确的是（）A.R = ",B./?

2、= (V2-l)rDU?2. （2020安徽阜阳期末）如图所示，一带电粒子从y轴上的。点以某一速度平行于x轴射入圆形匀强磁场区 域，该区域内的磁场方向垂直纸而向外、磁感应强度大小为8。，粒子从x轴上b点射出磁场时，速度方向 与x轴正方向夹角为60。，坐标原点O在圆形匀强磁场区域的边界上，不计粒子重力，若只把匀强磁场的磁 感应强度大小改为某一确定值，使粒子经过Ob的中点后射出磁场，则改变后的磁感应强度大小为（ ）A. BoB.黑C. 28。D. 48。3. （2020湖北部分重点中学第二次联考）如图所示，正三角形的三条边都与圆相切，在圆形区域内有垂直爱心，用心，专心纸而向外的匀强磁场，质子P （

3、:"）和然核都从顶点A沿NBAC的角平分线方向射入磁场，质 子P （：）从C点离开磁场，银核Q （ ）从相切点D离开磁场，不计粒子重力，则质子和氮核的入射 速度大小之比为（ ）4. （2020高考仿真冲刺卷7）如图所示，在半径为R的圆形区域内充满磁感应强度为B的匀强磁场,MN是一 竖直放置的感光板.从圆形磁场最高点P以速度V垂直磁场正对着圆心O射入带正电的粒子，且粒子所带电荷 量为q、质量为m,不考虑粒子重力，关于粒子的运动，以下说法正确的是（）A .粒子在磁场中通过的弧长越长，运动时间也越长B.射出磁场的粒子其出射方向的反向延长线也一定过圆心OC,射出磁场的粒子一定能垂直打在MN上

4、qBRD.只要速度满足v=根，入射的粒子出射后一定垂直打在MN上5.（2019.天津模拟）如图所示，在纸面内半径为R的圆形区域中有垂直于纸而向里，磁感应强度为B的 匀强磁场，一点电荷从图中A点以速度V。垂直磁场射入，速度方向与半径OA成30。角，当该电荷离开磁场 时，速度方向刚好改变了 180%不计该点电荷的重力，下列说法正确的是（）A.该点电荷离开磁场时速度方向的反向延长线通过。点B.该点电荷的比荷2=粉C.该点电荷在磁场中的运动时间为，=尧D.该点电荷带正电6. （2019.江西高三九校3月联考汝口图所示是一个半径为R的竖直圆形磁场区域，磁感应强度大小为B, 磁感应强度方向垂直纸面向里。有

5、一个粒子源在圆上的A点不停地发射出速率相同的带正电的粒子，带电 粒子的质量均为小，所带电荷量均为q,运动的半径为r，在磁场中的轨迹所对应的圆心角为欧下列说法 正确的是（）A.若尸2R,则粒子在磁场中运动的最长时间为魏B.若r=2R,粒子沿着与半径方向成45。角斜向下射入磁场，则有关系tai=笑上1成立C.若=/?,粒子沿着磁场的半径方向射入，则粒子在磁场中的运动时间为镁D.若=/?,粒子沿着与半径方向成60。角斜向下射入磁场，则圆心角a为150。7. （6分）（2019年福建省厦门市思明区双十中学高考物理热身试卷）如图所示，在纸面内半径为R的圆形 区域中充满了垂直于纸而向里的匀强磁场。a、b两

6、个带电粒子以相同的速率从M点沿着直径MON方向 垂直射入磁场，运动轨迹如图所示，并从P、Q两点离开。已知P、Q、O （圆心）三点共线，直径MON、 POQ夹角为0 = 60° （如图），不计粒子的重力，下列说法正确的是（）A. a粒子带正电，b粒子带负电B. a、b粒子轨迹半径之比为1： 3C. a、b粒子在磁场中运行时间之比为2： 3D. a、b粒子的比荷之比为L 38.如图所示，半径为R的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截而（纸面），磁感应强度大小为8,方向垂直 于纸面向外。一电荷量为g（q>0）、质量为，的粒子沿平行于直径，力的方向射入磁场区域，射入点与，心的 距离为冬已知粒

7、子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为60。，则粒子的速率为（不计重力）（）9.如图所示，空间存在一个半径为的圆形匀强磁场区域，磁场的方向垂直于纸面向里，磁感应强度 的大小为&有一个粒子源在纸面内沿各个方向以一定速率发射大量粒子，粒子的质量为?、电荷量为+g.将 粒子源置于圆心，则所有粒子刚好都不离开磁场，不考虑粒子之间的相互作用.由此可知（）A.带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径一定是R。B带电粒子在磁场中运动的速率一定是噤C.带电粒子在磁场中运动的周期一定是再 qBD.带电粒子的动能一定是世”8w二.计算题1. （2019湘赣十四校二模）如图所示，半径r=0.06m的半圆形无场

8、区的圆心在坐标原点。处，半径R=0.1m, 磁感应强度大小8=0.0757的圆形有界磁场区的圆心坐标为（0, 0.08m ）,平行金属板M/V的极板长L=0.3m、 间距d=0.1m,极板间所加电压U=6.4xl02v,其中川极板收集到的粒子全部中和吸收。一位于。处的粒子源 向第一、二象限均匀地发射速度为v的带正电粒子，经圆形磁场偏转后，从第一象限出射的粒子速度方向 均沿x轴正方向，已知粒子在磁场中的运动半径Ro=0.08m,若粒子重力不计、比荷q/m=108C/kg、不计粒子 间的相互作用力及电场的边缘效应。sin53°=0.8, cos53°=0.6o（1）求粒子的发射

9、速度v的大小：（2）若粒子在O点入射方向与x轴负方向夹角为37。，求它打出磁场时的坐标：（3） N板收集到的粒子占所有发射粒子的比例n。2. （10分）（2020浙江名校协作体二模）如图所示，在半径R=6cm的圆形区域内，有一方向垂直纸而向外 的匀强磁场，磁感应强度B=1T,其右侧放置长度L=20cm,间距d=20cm的相互平行的金属板，它们的左 侧边界线恰好与磁场圆的右端点相切，上极板与圆的最高点等高，两极板加上U=6.24x104V的直流电压。 在圆形磁场的最低点A处有一放射源，它在A点切线上方180。竖直平而内向上打出粒子射入圆形磁场 中，打出的粒子速率均相等，且按角度均匀分布，所有粒子

10、经磁场偏转后，都能垂直电场的方向进入电场 中。已知，粒子的质量m=9.6xl0-27kg,电量q=1.6xl（T】9C。假设到达下极板的粒子完全被吸收。重力不计。 求：（sin53°=0.8, cos53°=0.6）（1）粒子的速率;（2）被下极板吸收的粒子占总粒子的百分比“第21题图3. （2019广东潮州二模）如图所示，在竖直面内半径为R的圆形区域内存在垂直于面向里的匀强磁场，其 磁感应强度大小为8,在圆形磁场区域内水平直径上有一点P，P到圆心O的距离为R/2,在P点处有一个 发射正离子的装置，能连续不断地向竖直平面内的各方向均匀地发射出速率不同的正离子。已知离子的质

11、量均为m，电荷量均为q，不计离子重力及离子间相互作用力，求：（1）若所有离子均不能射出圆形磁场区域，求离子的速率取值范围：（2）若离子速率大小所等,则离子可以经过的磁场的区域的最高点与最低点的高度差是多少。4. （18分）（2018湖北华大新高考联盟测评）在xOy平面内分布着垂直纸而向里的匀强磁场，磁感应强度B =0.01T,其中有一半径为R=0.lm的无磁场圆形区域，圆心在原点O （0. 0）,如图所示。位于直线：x= 一 03m上的粒子源可以沿直线移动，且沿x轴正向发射质量m = l.0xl0 14kg,电荷量q = -1.0x10 6C.速 率v=4Qxl（）5m/s的粒子，忽略粒子间的

12、相互作用，不计粒子的重力.（1）求从粒子源发射的粒子运动到圆形区域所用的最短时间。（2）在直线x=-0.3m上什么范围内发射的粒子才能进入圆形区域？（3）若在直线x=-0.3m处放置一足够长的荧光屏，将上述粒子源放在原点0,仅改变发射粒子的速 度方向，求粒子能打中荧光屏最高点的纵坐标ym。5. 如图所示，空间存在一个半径为R。的圆形匀强磁场区域，磁场的方向垂直于纸而向里，磁感应强度的大 小为B.有一个粒子源在纸而内沿各个方向以一定速率发射大量粒子，粒子的质量为m、电荷量为+q.将粒 子源置于圆心，则所有粒子刚好都不离开磁场，不考虑粒子之间的相互作用.中高考复习资料，助你轻松跃龙门！请持续关注!

13、求带电粒子的速率.（2）若粒子源可置于磁场中任意位置，且磁场的磁感应强度大小变为正8,求粒子在磁场中最长的运动时间 4t.若原磁场不变，再棒加另一个半径为R1（Ri>R。）圆形匀强磁场，磁场的磁感应强度的大小为B/2,方向垂 直于纸而向外，两磁场区域成同心圆，此时该离子源从圆心出发的粒子都能回到圆心，求心的最小值和粒 子运动的周期6. 如图所示，xOy平面内有一半径为R的圆形区域，其内存在垂直xOy平而向外的磁感应强度为B的匀强 磁场，圆的最低点与坐标原点0重合，MN是与y轴相距的Gr平行直线。从坐标原点。向圆形区域内垂 g直磁场射入比荷为雨的带正电的粒子，不考虑粒子的重力及相互作用力。2qBR（1）当粒子的速度大小为v1=一而一，方向与X轴的负方向成60。角时，求该粒