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2022届全国高三物理模拟试题汇编:带电粒子在有界磁场中运动

更新时间:2022-08-06 浏览次数:45 类型:二轮复习
一、单选题
  • 1. (2022·齐齐哈尔模拟) 如图所示,虚线上方存在垂直纸面的匀强磁场(具体方向未知),磁感应强度大小为B,一比荷为k的带负电粒子由虚线上的M点垂直磁场射入,经过一段时间该粒子经过N点(图中未画出),速度方向与虚线平行向右,忽略粒子的重力。则下列说法正确的是(   )

    A . 磁场的方向垂直纸面向外 B . 粒子由M运动到N的时间为 C . 如果N点到虚线的距离为L,则粒子在磁场中圆周运动半径为2L D . 如果N点到虚线的距离为L,则粒子射入磁场的速度大小为kBL
  • 2. (2022·延庆模拟) 如图所示,边长为L的正方形区域abcd中充满匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里。一带电粒子从ad边的中点M垂直于ad边,以一定速度射入磁场,仅在洛伦兹力的作用下,正好从ab边中点N射出磁场。忽略粒子受到的重力,下列说法正确的是(   )

    A . 若粒子射入磁场的速度增大为原来的2倍,粒子将从b点射出 B . 若粒子射入磁场的速度增大为原来的2倍,粒子在磁场中运动的时间也增大为原来的2倍 C . 若磁感应强度的大小增大为原来的2倍,粒子将从a点射出 D . 若磁感应强度的大小增大为原来的2倍,粒子在磁场中运动的时间也增大为原来的2倍
  • 3. (2020·眉山模拟) 反质子的质量与质子相同,电荷与质子相反。一个反质子从静止经电压U1加速后,从O点沿角平分线进入有匀强磁场(图中未画岀)的正三角形OAC区域,之后恰好从A点射岀。已知反质子质量为m,电量为q,正三角形OAC的边长为L,不计反质子重力,整个装置处于真空中。则(   )

    A . 匀强磁场磁感应强度大小为 ,方向垂直纸面向外 B . 保持电压U1不变,增大磁感应强度,反质子可能垂直OA射出 C . 保持匀强磁场不变,电压变为 ,反质子从OA中点射岀 D . 保持匀强磁场不变,电压变为 ,反质子在磁场中运动时间减为原来的
  • 4. 如图,圆形区域内有一垂直纸面的匀强磁场,P为磁场边界上的一点。有无数带有同样电荷、具有同样质量的粒子在纸面内沿各个方向以同样的速率通过P点进入磁场。这些粒子射出边界的位置均处于边界的某一段弧上,这段圆弧的弧长是圆周长的1/3。将磁感应强度的大小从原来的 变为 ,结果相应的弧长变为原来的一半,则 等于(   )

    A . 2 B . C . D . 3
二、多选题
  • 5. (2022高三上·湖北期末) 如图所示,在等腰三角形abc区域内有垂直纸面向外的匀强磁场,d是ac上任意一点,e是bc上任意一点。大量质量、电量相同的带正电的粒子从a点以相同方向进入磁场,由于速度大小不同,粒子从ac和bc上不同点离开磁场,不计粒子重力。设从d、c、e点离开的粒子在磁场中运动的时间分别为td、tc、te , 进入磁场时的速度分别为vd、vc、ve。下列判断正确的是(  )

    A . td一定小于tc , vc一定小于vd B . td一定等于tc , vc一定大于vd C . tc一定小于te , vc一定大于ve D . tc一定大于te , vc一定小于ve
  • 6. (2021·梅州模拟) 如图所示,在水平虚线MN边界的下方是一垂直纸面向里的匀强磁场,质子 粒子 先后从边界上的A点沿与虚线成 角的方向射入磁场,两粒了均从B点射出磁场。不计粒子的重力,则(   )

    A . 质子和α粒子在磁场中运动的轨迹相同 B . 质子和α粒子在磁场中运动的速度大小之比为1:2 C . 质子和α粒子在磁场中运动的动能相同 D . 质子和α粒子在磁场中运动的时间之比为 2:1
  • 7. (2021·新疆模拟) 如图所示,真空中有一半径为R的圆形有界匀强磁场区域,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面问里。圆周上的S点处有一粒子源,距直径 。粒子源沿平行ab方向向右释放出速率不同的电子,速率范围为 ,式中m为电子质量,e为电子电量,不考虑电子间的相互作用,下列判断正确的是(   )

    A . 电子在磁场中运动的最长时间为 B . 电子在磁场中运动的最长时间为 C . 电子在磁场中运动的最大位移为 D . 电子以 的速度进入磁场时,穿过磁场的位移最大
  • 8. (2021·漳州模拟) 如图,垂直于纸面的某一匀强磁场,其外边界是正三角形ABC,现有三个速率相同的带电粒子,分别从三角形的三个顶点A、B、C,沿三角形三个内角的角平分线方向同时进入磁场,运动过程中没有发生任何碰撞,最后同时从三角形的三个顶点飞出磁场,不考虑粒子间的相互作用力及重力,下列说法正确的是(   )

    A . 这三个粒子圆周运动周期不一定相等 B . 这三个粒子的电性一定相同 C . 这三个粒子的电荷量不一定相等 D . 这三个粒子的质量一定相等
  • 9. (2020·泰安模拟) 如图所示,半径为R、磁感应强度为B的圆形匀强磁场,MN是一竖直放置足够长的感光板。大量相同的带正电粒子从圆形磁场最高点P以速度v沿不同方向垂直磁场方向射入,不考虑速度沿圆形磁场切线方向入射的粒子。粒子质量为m、电荷量为q,不考虑粒子间的相互作用力和粒子的重力。关于这些粒子的运动,以下说法正确的是(   )

    A . 对着圆心入射的粒子,速度越大在磁场中通过的时间越短 B . 对着圆心入射的粒子,速度越大在磁场中通过的时间越长 C . 若粒子速度大小均为v= ,出射后均可垂直打在MN上 D . 若粒子速度大小均为v= ,则粒子在磁场中的运动时间一定小于
三、综合题
  • 10. (2021·新疆模拟) 如图所示,大量的同种粒子从静止经电压 加速后。沿虚线方向射入正交的电磁场之中,恰好做直线运动,电场强度方向竖直向下,磁感应强度 。方向垂直纸面向里,两平行板之间的距离 。平行板右侧有一圆形磁场区域,圆心O在虚线上、半径 ,圆内有垂直纸面向里的磁场B,B的大小可以调控。边界上有磁场。圆形区域的上方安装有荧光屏,荧光屏与虚线平行。与O的距离 ,M、N是荧光屏上两点, 连线与屏垂直,N到M点之间的距离 。已知加在平行板间的电压 ,粒子的比荷为 。不计重力的影响,求:

    1. (1) 加速电场 大小;
    2. (2) 要使粒子打到荧光屏上 之间,圆形区域内的磁场B范围。
  • 11. (2019·南宁模拟) 如图所示,水平放置的两块长直平行金属板a、b相距d =0.10 m,a、b间的电场强度为E=5.0×105 N/C,b板下方整个空间存在着磁感应强度大小为B=0.6 T、方向垂直纸面向里的匀强磁场.今有一质量为m=4.8×10-25 kg、电荷量为q=1.6×10-18 C的带正电的粒子(不计重力),从贴近a板的左端以v0=1.0×106 m/s的初速度水平射入匀强电场,刚好从狭缝P处穿过b板而垂直进入匀强磁场,最后粒子回到b板的Q处(图中未画出).求:

    1. (1) 判断a、b两板间电场强度的方向;
    2. (2) 求粒子到达P处的速度与水平方向的夹角θ;
    3. (3) 求P、Q之间的距离L(结果可保留根号).
  • 12. (2019·广东模拟) 如图,ABCD是边长为a的正方形。质量为m、电荷量为e的电子以大小为v0的初速度沿纸面垂直于BC变射入正方形区域。在正方形内适当区域中有匀强磁场。电子从BC边上的任意点入射,都只能从A点射出磁场。不计重力,求:


    1. (1) 次匀强磁场区域中磁感应强度的方向和大小;

    2. (2) 此匀强磁场区域的最小面积。
  • 13. (2019高三上·宜宾月考) 如图所示,有一比荷 =2×1010C/kg的带电粒子,由静止从Q板 经电场加速后,从M板的狭缝垂直直线边界a进入磁感应强度为B=1.2×10-2T的有界矩形匀强磁场区域后恰好未飞出直线边界b,匀强磁场方向垂直平面向里,a、b间距d=2×10-2m(忽略粒子重力与空气阻力)求:

    1. (1) 带电粒子射入磁场区域时速度v;
    2. (2) Q、M两板间的电势差UQM
  • 14. (2019·宜宾模拟) 如图所示,在0≤x≤a的区域I内有垂直于纸面向里的匀强磁场.在x>a的区域II内有垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度的大小均为B0。质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子沿x轴从原点O射入磁场。当粒子射入速度不大于v0时,粒子在进场中运动的时间都相同,求:

    1. (1) 速度v0的大小;
    2. (2) 若粒子射入磁场的速度大小为 v0 , 其轨迹与x抽交点的横坐标;
    3. (3) 调节区域II磁场的磁感强度为λB0 , 使粒子以速度nv0(n>1)从O点沿x轴射入时,粒子均从O点射出磁场,n与λ满足的关系。

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