新高考物理一轮复习跟踪练习专题12.2　磁场对运动电荷的作用 带电粒子在有界匀强磁场中的运动（原卷版）

专题12.2磁场对运动电荷的作用带电粒子在有界匀强磁场中的运动【练】1、（2022·四川省内江市第六中学模拟预测）如图所示，两方向相反，磁感应强度大小均为SKIPIF1<0的匀强磁场被边长为SKIPIF1<0的等边三角形SKIPIF1<0边界分开，三角形内磁场方向垂直纸面向里，三角形顶点SKIPIF1<0处由一质子源，能沿SKIPIF1<0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SKIPIF1<0点，质子比荷SKIPIF1<0，则质子的速度不可能为（

）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<02、（2022·湖南·高三开学考试）一个静止的放射性原子核处于匀强磁场中，由于发生了衰变而在磁场中形成如图所示的两个圆形径迹，两圆半径之比为1：16，下列判断中正确的是（

）A．反冲核在小圆上顺时针运动B．该原子核发生了α衰变C．原来静止的核，其原子序数为16D．让放射性原子核和反冲核均在磁场中做圆周运动，二者周期不同3、（2022·河北秦皇岛·高三开学考试）如图所示，等边三角形区域内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，质量为m、电荷量为q的粒子以不同的速率垂直磁场左边界进入磁场区域，离开磁场时分成两束。速率为v1的粒子射出磁场时垂直于磁场的右边界，速率为v2的粒子射出磁场时与磁场右边界的垂线夹角θ=30°，不计粒子重力和粒子间的相互作用。则v1与v2的比值为（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<04、（2022·黑龙江·佳木斯一中三模）如图所示为一圆形区域，O为圆心，半径为R，P为边界上的一点，区域内有垂直于纸面的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度大小为B。电荷量为q、质量为m的相同带电粒子a、b（不计重力）从P点先后以大小相等的速率SKIPIF1<0射入磁场，粒子a正对圆心射入，粒子b射入磁场时的速度方向与粒子a射入时的速度方向成SKIPIF1<0角，已知粒子a与粒子b在磁场中运动的时间之比为SKIPIF1<0，下列说法正确的是（）A．粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径SKIPIF1<0B．SKIPIF1<0C．b粒子在磁场中的运动时间为运动周期的SKIPIF1<0D．a、b粒子离开磁场时的速度方向也成SKIPIF1<0角5、（2022·甘肃白银·高三开学考试）如图所示，在xOy平面的第Ⅰ、IV象限内有一圆心为O、半径为R的半圆形匀强磁场，线状粒子源从y轴左侧平行于x轴正方向不断射出质量为m、电荷量为q、速度大小为SKIPIF1<0的带正电粒子。磁场的磁感应强度大小为SKIPIF1<0、方向垂直平面xOy向里。不考虑粒子间的相互作用，不计粒子受到的重力。所有从不同位置进入磁场的粒子中，在磁场中运动的时间最长为（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<06、（多选）（2022·广东·高三开学考试）如图所示，一半径为R的绝缘半球壳，球心为O，a、b为直径的两端点，与底面平行的某圆周上有c、d、e、f四点，且c、d两点位于过直径ab的圆周上，e、f两点位于垂直直径ab的圆周上，Oc与竖直方向的夹角为30°，半球壳区域存在着竖直向下的匀强磁场，一电荷量为q、质量为m的粒子沿着平行于ab的方向以速度v从c点射入，若不计粒子重力，则下列说法正确的是（）A．若粒子带正电，则粒子可能从f点射出B．若粒子带正电，则粒子可能从e点射出C．若粒子从f点射出，则磁感应强度SKIPIF1<0D．若粒子从f点射出，则磁感应强度SKIPIF1<07、（多选）（2022·山西·高三开学考试）如图所示，在圆心固定一个带正电的电荷，另一个带正电粒子在库仑力和洛伦兹力共同作用下绕固定电荷做匀速圆周运动，若把两个电荷的电量都加倍后，带电粒子做匀速圆周运动的半径不变、速率不变，不考虑粒子重力作用，则下列说法中正确的是（）A．正电粒子顺时针转动B．正电粒子逆时针转动C．开始时粒子受到洛伦兹力是库仑力的4倍D．开始时粒子受到洛伦兹力是库仑力的3倍8、（多选）022·青海·模拟预测）如图所示，acd是半径为r的半圆，圆心为O，dfh是半径为2r的四分之一圆弧，两圆孤相切于d点，空间有垂直于纸面向外的匀强磁场B。从粒子源a射出的质量为m的粒子x沿圆弧acd运动，经时间t1与静置于d点的质量为4m的靶粒子y发生正碰，碰撞时间很短，碰撞后结合成一个粒子z，粒子z沿圆弧dfh经过时间t2第一次到达h点。不计其他作用，则（）A．y带负电 B．x和z的速率之比为5：2C．x和z的电荷量之比为2：1 D．t1：t2=2：59、（2022·安徽·高三开学考试）如图所示，在xOy坐标平面的第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在y轴上有坐标为SKIPIF1<0的M点和坐标为SKIPIF1<0的N点，现将质量为m、电荷量为q（q>0）的带电粒子从x轴上的P点沿y轴正方向以不同速率射入磁场。已知OP＝L，忽略粒子自身重力和粒子间的相互作用。（1）若粒子刚好从M点离开磁场，求粒子的入射速度大小；（2）若粒子刚好从N点离开磁场，求粒子在匀强磁场中运动的时间。10、（2022·全国·高三开学考试）如图所示，水平虚线边界的上方存在磁感应强度大小为SKIPIF1<0、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，O为水平虚线边界上一点。abcd为边长为L的正方形虚线边界，ad与水平虚线边界重合，Oa间的距离为SKIPIF1<0，正方形虚线边界内存在与水平虚线边界上方同样的磁场。一束质量为m、电荷量为SKIPIF1<0（SKIPIF1<0）的粒子从O点垂直于Oa射入磁场，这些粒子具有不同的速率。不计粒子重力和粒子之间的相互作用。在磁场中运动时间最长的粒子，其运动时间为（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<011、（2022·辽宁·沈阳二十中高三期末）直线OM和直线ON之间的夹角为30°，如图所示，直线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）。粒子沿纸面以大小为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。粒子离开磁场的出射点到两直线交点O的距离为（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<012、（2022·山东·郯城县美澳学校高二期末）一匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，其边界如图中虚线所示，bc为半径为r的半圆，ab、cd与直径bc共线，ab间的距离等于半圆的半径。一束质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子，在纸面内从a点垂直于ab射入磁场，这些粒子具有各种速率。不计粒子之间的相互作用。从abcd边界射出磁场所用时间最短的粒子的速度大小为（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<013、（2022·河北唐山·二模）如图所示，某真空室内充满匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁场内有一块足够长的平面感光板MN，点a为MN与水平直线ab的交点，MN与直线ab的夹角为SKIPIF1<0，ab间的距离为SKIPIF1<0。在b点的点状的电子源向纸面内各个方向发射电子，电子做圆周运动的半径为SKIPIF1<0，不计电子间的相互作用和重力，SKIPIF1<0，则MN上被电子打中的区域的长度为（）A．6cm B．8cm C．10cm D．12cm14、（多选）（2022·四川巴中·模拟预测）如图所示，一单边有界磁场的边界上有一粒子源，以与水平方向成θ角的不同速率，向磁场中射入两个相同的粒子1和2，粒子1经磁场偏转后从边界上A点出磁场，粒子2经磁场偏转后从边界上B点出磁场，OA=AB，则（）A．粒子1与粒子2的动能之比为1：2B．粒子1与粒子2的动能之比为1：4C．粒子1与粒子2在磁场中运动的弧长之比为1：1D．粒子1与粒子2在磁场中运动的弧长之比为1：215、（多选）（2022·江西省乐平中学高三开学考试）如图，xOy平面内，挡板OP与y轴之间的区域Ⅰ内存在着一个垂直平面向里的矩形匀强磁场，磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为SKIPIF1<0的正电荷，以速度大小SKIPIF1<0平行x轴的方向从SKIPIF1<0轴上的小孔Q射入区域Ⅰ，经过磁场垂直打到挡板P上。已知挡板OP与x轴的夹角为30°，不计重力，下列说法正确的是（）A．该电荷在磁场中运动的时间为SKIPIF1<0B．该电荷在磁场中运动的时间为SKIPIF1<0C．该电荷在碰到OP之前通过的矩形形磁场的最小面积为SKIPIF1<0D．该电荷在碰到OP之前通过的矩形磁场的最小面积为SKIPIF1<016、（多选）（2022·全国·高三专题练习）如图所示，在直角三角形CDE区域内有磁感应强度为B垂直纸面向外的匀强磁场，P为直角边CD的中点，∠C=30°，CD=2L，一束相同的带负电粒子以不同的速率从P点垂直于CD射入磁场，粒子的比荷为k，不计粒子间的相互作用和重力，则下列说法正确的是（）A．速率不同的粒子在磁场中运动时间一定不同B．从CD边飞出的粒子最大速率为SKIPIF1<0C．粒子从DE边飞出的区域长度为LD．从CE边飞出的粒子在磁场中运动的最长时间为SKIPIF1<017、（2022·辽宁实验中学模拟预测）真空中的立方体区域边长为L，按如图方式建立空间直角坐标系，底面中心处有一点状放射源S，仅在abcO所在平面内向各个方向均匀发射带正电粒子，所有粒子的速度大小均为v，电荷量为q，质量为m。abfe面放有一个接收屏，用以接收粒子。现给立方体内施加竖直向上的匀强磁场，使接收屏上恰好没有收到任何粒子。（1）求匀强磁场的磁感应强度B；（2）现在正方体内再加竖直向上的匀强电场，要使所有从S发出的粒子刚好都能从上表面中心P离开，求出所有满足条件的电场强度E的大小；（3）若电场强度E的大小取第（2）问中的最大值，现让abfe屏向左沿z轴负方向平移SKIPIF1<0（图中未画出），求打在abfe屏上的粒子中x坐标最大值和最小值时对应点的坐标（x，y，z）。18、（2022·江苏盐城·三模）如图所示为一质谱仪的结构简图，正对着竖直放置的两块平行金属板SKIPIF1<0、SKIPIF1<0间电压可以调节，相距为SKIPIF1<0，SKIPIF1<0、SKIPIF1<0分别为SKIPIF1<0、SKIPIF1<0板上的小孔，SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0三点共线，它们的连线垂直SKIPIF1<0、SKIPIF1<0，且SKIPIF1<0，以SKIPIF1<0为圆心、SKIPIF1<0为半径的圆形区域内存在磁感应强度为SKIPIF1<0、方向垂直纸面向外的匀强磁场，圆弧SKIPIF1<0为记录粒子位置的胶片，SKIPIF1<0上各点到SKIPIF1<0点的距离以及SKIPIF1<0两端点间的距离都为SKIPIF1<0，SKIPIF1<0两端点的连线垂直SKIPIF1<0、SKIPIF1<0板，粒子经SKIPIF1<0进入SKIPIF1<0、SKIPIF1<0间的电场后，通过SKIPIF1<0进入磁场，粒子在SKIPIF1<0处的速度和粒子所受的重力均不计。（1）当SKIPIF1<0、SKIPIF1<0间的电压为SKIPIF1<0时，粒子恰好打在SKIPIF1<0上的中点，求该粒子的荷质比；（2）已知一质量为SKIPIF1<0的粒子恰好打在SKIPIF1<0的最右侧端点，在相同的加速电压下，该粒子的一个同位素粒子恰好打在SKIPIF1<0的最左侧端点，求这个同位素粒子的质量；（3）已知一质量为SKIPIF1<0、带电量为SKIPIF1<0的粒子从SKIPIF1<0进入电场，当SKIPIF1<0、SKIPIF1<0间的电压不同时，粒子从SKIPIF1<0到打在SKIPIF1<0上经历的时间SKIPIF1<0会不同，求SKIPIF1<0的最小值。19、（2022·广东·高考真题）如图所示，一个立方体空间被对角平面SKIPIF1<0划分成两个区域，两区域分布有磁感应强度大小相等