2025版高考物理一轮复习真题精练专题十磁场第23练带电粒子在有界匀强磁场中的运动课件

第23练

带电粒子在有界匀强磁场中的运动A1.[2022北京·7,3分,难度★★★☆☆]

正电子是电子的反粒子,与电子质量相同、带等量正电荷.在云室中有垂直于纸面的匀强磁场,从P点发出两个电子和一个正电子,三个粒子运动轨迹如图中1、2、3所示.下列说法正确的是(

)A.磁场方向垂直于纸面向里B.轨迹1对应的粒子运动速度越来越大C.轨迹2对应的粒子初速度比轨迹3的大D.轨迹3对应的粒子是正电子1.A

解析BC2.[2021湖北·9,4分,难度★★★☆☆](多选)一电中性微粒静止在垂直纸面向里的匀强磁场中,在某一时刻突然分裂成a、b和c三个微粒,a和b在磁场中做半径相等的匀速圆周运动,环绕方向如图所示,c未在图中标出.仅考虑磁场对带电微粒的作用力,下列说法正确的是(

)A.a带负电荷B.b带正电荷C.c带负电荷D.a和b的动量大小一定相等

解析A3.[2021北京·12,3分,难度★★★☆☆]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

解析C

解析C

解析

AD6.[2022辽宁·8,6分,难度★★★☆☆](多选)粒子物理研究中使用的一种球状探测装置横截面的简化模型如图所示.内圆区域有垂直纸面向里的匀强磁场,外圆是探测器.两个粒子先后从P点沿径向射入磁场,粒子1沿直线通过磁场区城后打在探测器上的M点,粒子2经磁场偏转后打在探测器上的N点.装置内部为真空状态,忽略粒子重力及粒子间的相互作用力.下列说法正确的是(

)A.粒子1可能为中子B.粒子2可能为电子C.若增大磁感应强度,粒子1可能打在探测器上的Q点

D.若增大粒子入射速度,粒子2可能打在探测器上的Q点

解析ACD

解析8.[2022江苏·13,8分,难度★★★☆☆]利用云室可以知道带电粒子的性质.如图所示,云室中存在磁感应强度大小为B的匀强磁场,一个质量为m、速度为v的电中性粒子在A点分裂成带等量异号电荷的粒子a和b,a、b在磁场中的径迹是两条相切的圆弧,相同时间内的径迹长度之比la∶lb=3∶1,半径之比ra∶rb=6∶1.不计重力及粒子间的相互作用力.求:(1)粒子a、b的质量之比ma∶mb;(2)粒子a的动量大小pa.

解析答案

(1)若粒子经电场一次加速后正好打在P点处的粒子靶上,求可调电源电压U0的大小;(2)调整电压的大小,使粒子不能打在挡板OM上,求电压的最小值Umin;(3)若粒子靶在负极板上的位置P点左右可调,则负极板上存在H、S两点(CH≤CP<CS,H、S两点未在图中标出),对于粒子靶在HS区域内的每一点,当电压从零开始连续缓慢增加时,粒子靶均只能接收到n(n≥2)种能量的粒子,求CH和CS的长度(假定在每个粒子的整个运动过程中电压恒定).

解析答案

A10.[2022广东·7,4分,难度★★★☆☆]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(

)新考法10.A根据题述情境,质子垂直Oyz平面进入磁场,由左手定则可知,质子先向y轴正方向偏转穿过MNPQ平面,再向x轴正方向偏转,所以A可能正确,B错误;该轨迹在Oxz平面上的投影为一条平行于x轴的直线,CD错误.解析BD11.[2023全国甲·20,6分,难度★★★☆☆](多选)光滑刚性绝缘圆筒内存在着平行于轴的匀强磁场,筒上P点开有一个小孔,过P的横截面是以O为圆心的圆,如图所示.一带电粒子从P点沿PO射入,然后与筒壁发生碰撞.假设粒子在每次碰撞前、后瞬间,速度沿圆上碰撞点的切线方向的分量大小不变,沿法线方向的分量大小不变、方向相反;电荷量不变.不计重力.下列说法正确的是(

)A.粒子的运动轨迹可能通过圆心OB.最少经2次碰撞,粒子就可能从小孔射出C.射入小孔时粒子的速度越大,在圆内运动时间越短D.每次碰撞后瞬间,粒子速度方向一定平行于碰撞点与圆心O的连线新考法11.BD

假设粒子带负电,作出粒子在圆筒中的几种可能的运动情况.如图1所示,由几何关系可知△O1PO≌△O1QO,所以∠O1PO=∠O1QO,又粒子沿直径射入,∠O1PO=90°,则∠O1QO=90°,O1Q⊥OQ,则每次碰撞后瞬间,粒子速度方向一定平行于碰撞点与圆心O的连线,D对;粒子