新高考物理一轮复习跟踪训练第51讲 带电粒子在有界匀强磁场中的运动（原卷版）

带电粒子在有界匀强磁场中的运动（模拟精练+真题演练）1．（2023·安徽·模拟预测）如图，一个边长为l的正方形SKIPIF1<0区域内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。现有一质量为m、带电量为SKIPIF1<0的粒子以某一速度从M点垂直于磁场射入，粒子恰好从SKIPIF1<0的中点射出磁场。已知粒子射入磁场时的速度方向与SKIPIF1<0的夹角为SKIPIF1<0，不计粒子重力，粒子射入磁场的速度大小为（）

A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<02．（2023·山西阳泉·统考三模）如图所示，半径为SKIPIF1<0的圆形区域有方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为SKIPIF1<0，今有一质量为SKIPIF1<0（不计重力），带电量为SKIPIF1<0的离子以某一速度沿平行于直径SKIPIF1<0的方向射入磁场区域，射入点SKIPIF1<0与SKIPIF1<0间距离为SKIPIF1<0，（

）

A．若该离子在磁场中的运动半径为SKIPIF1<0，则该离子一定能够通过磁场圆的圆心B．若该离子在磁场中的运动半径为SKIPIF1<0，则该离子在磁场中入射点与出射点相距小于SKIPIF1<0C．若该离子能够通过磁场圆的圆心，则该离子在磁场中的运动时间为SKIPIF1<0D．若该离子在磁场中入射点与出射点相距最远，则该离子在磁场中的运动时间为SKIPIF1<03．（2023·江苏盐城·统考三模）如图所示，纸面内有宽为L、水平向右飞行的带电粒子流，粒子的质量为SKIPIF1<0、电荷量为SKIPIF1<0、速率为SKIPIF1<0，不考虑粒子的重力及相互作用。要使粒子都会聚到一点，可以在粒子流的右侧虚线框内设计一匀强磁场区域，设SKIPIF1<0。选项A、B、C中的曲线均为半径是L的四分之一圆弧，其中A、B的磁感应强度SKIPIF1<0，C的磁感应强度SKIPIF1<0：选项D中曲线是直径为L的圆，磁感应强度SKIPIF1<0。则磁场区域的形状及对应的磁感应强度可能是（）

A．

B．

C．

D．

4．（2023·四川成都·石室中学校考三模）一匀强磁场的磁感应强度大小为SKIPIF1<0，方向垂直于纸面向外，其边界如图中虚线所示，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，一束SKIPIF1<0粒子在纸面内从a点垂直于SKIPIF1<0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。已知粒子的质量为SKIPIF1<0、电荷量为SKIPIF1<0。则粒子在磁场中运动时间最长的粒子，其运动速率为（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<05．（2023·甘肃兰州·统考一模）如图所示，直角三角形SKIPIF1<0区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，SKIPIF1<0∠B=900，SKIPIF1<0。某种带电粒子（重力不计）以不同速率从SKIPIF1<0边上D点垂直SKIPIF1<0边射入磁场，速率为SKIPIF1<0时粒子垂直SKIPIF1<0边射出磁场，速率为SKIPIF1<0时粒子从SKIPIF1<0边射出磁场，且运动轨迹恰好与SKIPIF1<0边相切，粒子在磁场中运动轨迹半径为SKIPIF1<0、SKIPIF1<0，运动时间为SKIPIF1<0、SKIPIF1<0。下列说法正确的是（）A．粒子带正电 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<06．（2023·湖北荆门·荆门市龙泉中学校考三模）如图所示，边长为SKIPIF1<0正方形区域SKIPIF1<0内无磁场，正方形中线SKIPIF1<0将区域外左右两侧分成两个磁感应强度均为SKIPIF1<0的匀强磁场区域，SKIPIF1<0右侧磁场方向垂直于纸面向外，SKIPIF1<0左侧磁场方向垂直于纸面向里。现将一质量为SKIPIF1<0，电荷量为SKIPIF1<0的正粒子从SKIPIF1<0中点以某一速率垂直于SKIPIF1<0射入磁场，不计粒子的重力，则关于粒子的运动，下列说法正确的是（）A．若粒子能垂直于SKIPIF1<0射入正方形区域内，则粒子的最大速度为SKIPIF1<0B．若粒子能垂直于SKIPIF1<0射入正方形区域内，则粒子的速度可能为SKIPIF1<0C．若粒子能垂直于SKIPIF1<0射入正方形区域内，则粒子的速度可能为SKIPIF1<0D．若粒子能垂直于SKIPIF1<0射入正方形区域内，则粒子的速度可能为SKIPIF1<07．（2023·江西九江·统考三模）如图所示，S为一离子源，SKIPIF1<0为足够长的荧光屏，S到SKIPIF1<0的距离为SKIPIF1<0，SKIPIF1<0左侧区域有足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。某时刻离子源S一次性沿平行纸面各个方向均匀地喷发大量的质量为m、电荷量为q、速率为SKIPIF1<0的正离子（此后不再喷发），不计离子重力，不考虑离子之间的相互作用力。则（）

A．打中荧光屏的最短时间为SKIPIF1<0 B．打中荧光屏的最长时间为SKIPIF1<0C．打中荧光屏的宽度为SKIPIF1<0 D．打到荧光屏的离子数与发射的离子数比值为SKIPIF1<08．（2023·甘肃张掖·高台县第一中学校考模拟预测）如图所示为宽度为L、磁感应强度大小为B的有界匀强磁场，磁场的方向垂直于纸面向外，长度足够长。在下边界O处有一个粒子源，沿与边界成60°角方向连续发射大量的速度大小不相同的同种带正电粒子，速度方向均在纸面内。已知以最大速度v射入的粒子，从磁场上边界飞出经历的时间为其做圆周运动周期的SKIPIF1<0。不计粒子的重力及粒子间的相互作用，则下列判断正确的是（）A．粒子的比荷为SKIPIF1<0B．粒子在磁场中运动的周期为SKIPIF1<0C．在下边界有粒子飞出的长度为SKIPIF1<0LD．从上边界飞出的粒子速度大小范围为SKIPIF1<09．（2019秋·河北·高二张家口市宣化第一中学校考阶段练习）如图，L1和L2为两平行的虚线，L1上方和L2下方都是垂直纸面向里的磁感强度相同的匀强磁场，A、B两点都在L2上．带电粒子从A点以初速v与L2成α角斜向上射出，经过偏转后正好过B点，经过B点时速度方向也斜向上．不计重力，下列说法中正确的是（）A．此粒子一定带正电荷B．带电粒子经过B点时速度一定跟在A点时速度相同C．若SKIPIF1<0角时,带电粒子经过偏转后正好过B点,则SKIPIF1<0角时,带电粒子经过偏转后也一定经过同一个B点D．若SKIPIF1<0角时,带电粒子经过偏转后正好过B点,则SKIPIF1<0角时,带电粒子经过偏转后也一定经过同一个B点10．（2021·河南郑州·郑州外国语学校校考模拟预测）如图所示，矩形ABCD区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，AB边长为d，BC边长为2d，O是BC边的中点，E是AD边的中点，在O点有一粒子源，可以在纸面内向磁场内各个方向射出质量均为m、电荷量均为q、有同种电性的带电粒子，粒子射出的速度大小相同，速度与OB边的夹角为600的粒子恰好从E点射出磁场，不计粒子的重力，则（）

A．粒于带正电B．粒子运动的速度大小为SKIPIF1<0C．粒子在磁场中运动的最长时间为SKIPIF1<0D．磁场区域中有粒子通过的面积为SKIPIF1<011．（2023·新疆·统考三模）如图所示，边长为L的正方形SKIPIF1<0内表面涂有荧光材料，粒子打在表面会被吸收并发出荧光。正方形区域内存在方向垂直该平面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场，粒子源从正方形SKIPIF1<0边的中点P沿垂直磁场方向持续发射质量为m、电量为q的带正电的某种粒子，发射速度方向斜向上，速度大小与发射角的关系为SKIPIF1<0，SKIPIF1<0为发射速度方向与水平方向的夹角，SKIPIF1<0，其中SKIPIF1<0的粒子恰好从SKIPIF1<0边中点射出。不计粒子间的相互作用力和粒子的重力，下列说法正确的是（）

A．粒子从P点运动至与SKIPIF1<0边相切所需的时间为SKIPIF1<0B．粒子在SKIPIF1<0边发出荧光的总长度为LC．打在B点的粒子轨道半径为SKIPIF1<0D．粒子在磁场中运动的最长时间为SKIPIF1<012．（2023·湖南·校联考模拟预测）如图所示，在圆心为O、半径为R的半圆形区域内（不含边界）有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，MN为直径。大量带正电荷的同种粒子以不同的速率从O点在纸面内沿与ON成SKIPIF1<0角的方向射入磁场。粒子的质量为m，电荷量为q，不计粒子受到的重力以及粒子间的相互作用。下列说法正确的是（

）

A．粒子在磁场中运动的最长时间为SKIPIF1<0B．若粒子恰好从圆弧边界离开磁场，则粒子的速度大小为SKIPIF1<0C．若粒子恰好从O点正上方的P点离开磁场，则粒子的速度大小为SKIPIF1<0D．选择合适的速度，粒子可能从M点离开磁场13．（2022·陕西宝鸡·宝鸡中学校考模拟预测）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面向里的匀强磁场。a、b、c三个带电粒子以相同的动能从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SKIPIF1<0（如图），SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0分别为a、b、c三个粒子在磁场中运动的时间。不计粒子的重力，下列说法正确的（）

A．a一定带负电，b可能带正电B．a、b从P点射出，c从Q点射出C．SKIPIF1<0D．SKIPIF1<014．（2023·全国·模拟预测）如图所示，在直角坐标系xOy的第一象限内存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，在y轴上S处有一粒子源，它可向右侧纸面内各个方向射出速率相等的质量均为m、电荷量均为SKIPIF1<0的同种带电粒子，所有粒子射出磁场时离S最远的位置是x轴上的P点。已知SKIPIF1<0，粒子带负电，粒子所受重力及粒子间的相互作用均不计，则（）A．粒子的速度大小为SKIPIF1<0B．从x轴上射出磁场的粒子在磁场中运动的最长时间与最短时间之比为SKIPIF1<0C．沿平行x轴正方向射入的粒子离开磁场时的位置到O点的距离为SKIPIF1<0D．从O点射出的粒子在磁场中的运动时间为SKIPIF1<015．（2023·四川南充·阆中中学校考二模）如图，坐标原点O有一粒子源，能向坐标平面一、二象限内发射大量质量为m，电荷量为q的正粒子（不计重力），所有粒子速度大小相等。圆心在（0，R）半径为R的圆形区域内，有垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B，磁场右侧有一长度为R且平行于y轴的荧光屏，其中心O1位于（2R，R）。已知初速度沿y轴正向的粒子经过磁场后，恰能垂直射在光屏上，则下列说法正确的是（）A．所有粒子的初速度大小为SKIPIF1<0B．从O点发射的所有粒子都能垂直射在光屏上C．能射在光屏上的粒子，在磁场中运动时间最长为SKIPIF1<0D．能射在光屏上的粒子初速度方向与x轴夹角满足SKIPIF1<016．（2023·内蒙古赤峰·统考模拟预测）如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直纸面向里，图中虚线为磁场的部分边界，其中SKIPIF1<0段是半径为R的四分之一圆弧，SKIPIF1<0、SKIPIF1<0的延长线通过圆弧的圆心，SKIPIF1<0长为R．一束质量为m、电荷量大小为q的粒子流，在纸面内以不同的速率从O点垂直SKIPIF1<0射入磁场，已知所有粒子均从圆弧边界射出，其中M、N是圆弧边界上的两点。不计粒子的重力及它们之间的相互作用。则下列说法中正确的是（）A．粒子带负电B．从M点射出粒子的速率一定小于从N点射出粒子的速率C．从M点射出粒子在磁场中运动时间一定小于从N点射出粒子所用时间D．在磁场中运动时间最短的粒子用时为SKIPIF1<017．（2023·安徽宿州·统考一模）如图所示，边长为SKIPIF1<0的正三角形SKIPIF1<0区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，质量为SKIPIF1<0、电荷量为SKIPIF1