2024届高三物理复习小练习(三十五)　带电粒子在磁场中的运动（学生版）

2024届高三一轮复习小练(三十五)带电粒子在磁场中的运动1.(2022·深圳模拟)如图所示，从太阳或其他星体上放射出的宇宙射线中都含有大量的高能带电粒子，这些高能带电粒子到达地球会对地球上的生命带来危害，但是由于地球周围存在地磁场，地磁场能改变宇宙射线中带电粒子的运动方向，对地球上的生命起到保护作用，则()A．宇宙射线受到地磁场施加的与运动方向相反的排斥力B．垂直射向地球表面的带电粒子在两极处受磁场的偏转作用最强C．带正电的离子垂直射向赤道时会向东偏转D．带负电的离子垂直射向赤道时会向南极偏转2．如图所示，正方形区域内存在垂直纸面的匀强磁场。一带电粒子垂直磁场边界从a点射入，从b点射出。下列说法正确的是()A．粒子带正电B．粒子在b点速率大于在a点速率C．若仅减小磁感应强度，则粒子可能从b点右侧射出D．若仅减小入射速率，则粒子在磁场中运动时间变短eq\f(mv,qB)eq\f(mv,qB)eq\f(θ,2π)eq\f(2πm,qB)3．(2022·广东高考)如图所示，一个立方体空间被对角平面MNPQ划分成两个区域，两区域分布有磁感应强度大小相等、方向相反且与z轴平行的匀强磁场。一质子以某一速度从立方体左侧垂直Oyz平面进入磁场，并穿过两个磁场区域。下列关于质子运动轨迹在不同坐标平面的投影中，可能正确的是()4.(2022·临沂模拟)如图所示，直线MN上方有垂直纸面向里的匀强磁场，电子1从磁场边界上的a点垂直MN和磁场方向射入磁场，经t1时间从b点离开磁场。之后电子2也由a点沿图示方向以相同速率垂直磁场方向射入磁场，经t2时间从a、b连线的中点c离开磁场，则t1∶t2为()A．3∶1B．2∶3C．3∶2D．2∶1eq\f(mv,qB)eq\f(T,2)eq\f(πm,Bq)eq\f(T,6)eq\f(πm,3Bq)eq\f(t1,t2)5.(2021·北京等级考)如图所示，在xOy坐标系的第一象限内存在匀强磁场。一带电粒子在P点以与x轴正方向成60°的方向垂直磁场射入，并恰好垂直于y轴射出磁场。已知带电粒子质量为m、电荷量为q，OP＝a。不计重力。根据上述信息可以得出()A．带电粒子在磁场中运动的轨迹方程B．带电粒子在磁场中运动的速率C．带电粒子在磁场中运动的时间D．该匀强磁场的磁感应强度eq\f(\r(3),3)eq\f(a,cos30°)eq\f(2\r(3),3)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0，\f(\r(3),3)a))eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(y－\f(\r(3),3)a))eq\f(4,3)eq\f(v2,R)eq\f(qBR,m)eq\f(2,3)eq\f(2πR,v)eq\f(2πm,qB)eq\f(\f(2,3)π,2π)eq\f(2πm,3qB)6．(2022·郑州模拟)如图所示，在MNQP中有一垂直纸面向里的匀强磁场。质量和电荷量都相等的带电粒子a、b、c以不同的速率从O点沿垂直于PQ的方向射入磁场。图中实线是它们的轨迹，已知O是PQ的中点，不计粒子重力及粒子间的相互作用。下列说法中正确的是()A．粒子c带负电，粒子a、b带正电B．射入磁场时，粒子b的速率最小C．粒子a在磁场中运动的时间最长D．若匀强磁场的磁感应强度增大，其他条件不变，则粒子a在磁场中的运动时间不变eq\f(v2,R)eq\f(qBR,m)eq\f(2πm,qB)eq\f(θ,2π)eq\f(mθ,qB)eq\f(mv,qB)eq\f(mθ,qB)7.(2021年8省联考·河北卷)如图，x轴正半轴与虚线所围区域内存在着磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直纸面向里。甲、乙两粒子分别从距x轴h与2h的高度以速率v0平行于x轴正向进入磁场，并都从P点离开磁场，OP＝eq\f(1,2)h。则甲、乙两粒子比荷的比值为(不计重力，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)()A．32∶41 B．56∶41C．64∶41 D．41∶28eq\f(5h,4)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(5h,4)))eq\f(41,32)eq\f(1,4)eq\f(v2,r)eq\f(mv,qB)eq\f(q,m)eq\f(k甲,k乙)eq\f(r2,r1)eq\f(2h,\f(41,32)h)eq\f(64,41)8．(2021·安庆模拟)如图所示，半径分别为R、2R的两个同心圆，圆心为O，大圆和小圆之间区域有垂直于纸面向外的匀强磁场，其余区域无磁场，一重力不计的带正电粒子从大圆边缘的P点沿PO方向以速度v1射入磁场，其运动轨迹如图所示，图中轨迹所对的圆心角为120°；若将该带电粒子从P点射入的速度大小变为v2，不论其入射方向如何，都不可能射入小圆内部区域，则eq\f(v1,v2)至少为()A.eq\f(4\r(3),3)B.eq\f(2\r(3),3)C.eq\f(4\r(3),9)D.eq\f(\r(3),3)×eq\f(\r(3),3)eq\f(2\r(3)R,3)eq\f(R,2)eq\f(mv,qB)eq\f(qBr,m)eq\f(r1,r2)eq\f(4\r(3),3)eq\f(v1,v2)eq\f(4\r(3),3)9.(2022·咸阳实验中学月考)如图所示，eq\f(1,4)圆形区域AOB内存在垂直纸面向里的匀强磁场，AO和BO是圆的两条相互垂直的半径，一带电粒子从A点沿AO方向进入磁场，从B点离开，若该粒子以同样的速度从C点(C点为AB弧上任意一点)平行于AO方向进入磁场，则()A．该粒子带负电B．该粒子从OB之间某点离开磁场C．该粒子仍然从B点离开磁场D．入射点C越靠近B点，粒子在磁场中运动的时间越长10.(2022·韶关调研)如图所示，在无限长的竖直边界AC和DE间，上、下方分别充满方向垂直于平面ADEC向外的匀强磁场，上方磁场区域的磁感应强度大小为B0，OF为上、下方磁场的水平分界线。质量为m、所带电荷量为＋q的粒子从AC边界上与O点相距为a的P点垂直于AC边界射入上方磁场区域，经OF上的Q点第一次进入下方磁场区域，Q点与O点的距离为3a。不考虑粒子重力。(1)求粒子射入时的速度大小；(2)若下方区域的磁感应强度B＝3B0，粒子最终垂直于DE边界飞出，求边界DE与AC间距离的可能值。eq\f(v2,R)eq\f(5aqB0,m)eq\f(5,3)eq\f(4,5)…答案：(1)eq\f(5aqB0,m)(2)4na(n＝1,2,3，…)11．(2021年8省联考·湖南卷)在某些精密实验中，为了避免变化的电场和磁场之间的相互干扰，可以用力学装置对磁场中的带电粒子进行加速，如图，表面光滑的绝缘平板水平放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于竖直面向里。平板上有一个质量为m、电荷量为q的带电粒子，初始时刻带电粒子静止在绝缘平板上，与绝缘平板左侧边缘的距离为d，在机械外力作用下，绝缘平板以速度v1竖直向上做匀速直线运动。一段时间后带电粒子从绝缘平板的左侧飞出，并垂直入射到一块与绝缘平板相互垂直的荧光屏上，不计带电粒子的重力。(1)指出带电粒子的电性，并说明理由；(2)求带电粒子在绝缘平板上的运动时间t；(3)求整个过程中带电粒子在竖直方向位移的大小h。eq\f(1,2)eq\r(\f(2dm,qv1B))eq\f(vx,v1)eq\r(v12＋vx2)eq\f(v2,R)eq\r(\f(2dmv1,Bq))eq\f(\r(m2qv1Bd＋mv12),Bq)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\