高考物理一轮复习 考点巩固卷67 带电粒子在磁场中的运动（原卷版）

考点巩固卷67带电粒子在磁场中的运动建议用时：50分钟考点序号考点题型分布考点1带电粒子在有界磁场中的运动4单选+5多选+1解答考点2带电粒子在无边界磁场中的运动5单选+2多选+1解答考点3带电粒子在磁场中的运动的多解性问题2单选+4多选+1解答考点01：带电粒子在有界磁场中的运动（4单选+5多选+1解答）一、单选题1．（2023·广东梅州·统考二模）如图所示，正方形内有一垂直纸面向里的匀强磁场（图中未画出），一束电子以不同的速度沿ab方向垂直磁场射入，形成从c点离开磁场区域和从d点离开磁场区域的甲、乙两种轨迹。设沿甲、乙轨迹运动的电子速度大小分别为、，在磁场中运动的时间分别为、，则（）

A．， B．，C．， D．，2．（2023·四川内江·四川省资中县第二中学校考模拟预测）如图所示，边长为L的正方形区域内存在着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。一带电粒子以速度v从D点射入磁场，速度方向与边夹角为，垂直边射出磁场，则下列说法正确的是（

）

A．粒子一定带正电 B．粒子的比荷为C．粒子在磁场中的运动时间为 D．减小粒子的速度，粒子不可能从边射出3．（2023·四川遂宁·射洪中学校考模拟预测）如图所示，平面直角坐标系xOy内，存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B=0.2T，原点O有一粒子源，能向纸面内各个方向释放出比荷为4×108C/kg的正粒子，粒子初速度v0=8×106m/s，不计粒子重力，有一与x轴成45°角倾斜放置的足够长挡板跨越第一、三、四象限，P是挡板与x轴交点，，则挡板上被粒子打中的区域长度为（）

A．24cm B．16cmC．20cm D．32cm4．（2023·全国·校联考模拟预测）如图所示，空间存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场，粒子源可沿纸面向各个方向以相同的速率发射质量为、带电荷量为的正粒子，一薄光屏与纸面的交线为PQ，OQL，PQ2L，。要使左、右两侧所有点均能被粒子打中，则粒子的速率至少为（）

A． B． C． D．二、多选题5．（2023·全国·校联考模拟预测）如图所示，在纸面内半径为R的圆形区域中有垂直于纸面向外的匀强磁场．一带电微粒从图中A点以水平速度垂直磁场射入，速度的方向与过圆心及A点的直线成角，当该带电微粒离开磁场时，速度方向刚好改变了角．不计微粒重力，下列说法正确的是（

）

A．该微粒带正电 B．该微粒带负电C．该微粒在磁场中运动的半径为 D．该微粒在磁场中运动的时间为6．（2023·广西南宁·南宁三中校考二模）如图所示，A、C两点分别位于x轴和y轴上，，的长度为L。在区域内（包括边界）有垂直于平面向里的匀强磁场。质量为m、电荷量为q的带电粒子，以各种不同的速度垂直边射入磁场。已知粒子从某点射入时，恰好垂直于边射出磁场，且粒子在磁场中运动的时间为。不计重力。下列说法正确的是（）

A．带电粒子带负电B．磁场的磁感应强度的大小为C．从中点射入磁场的带电粒子可以从C点出射D．能从边射出的带电粒子最大射入速度是7．（2023·湖北荆州·沙市中学校考模拟预测）如题图，直角三角形ABC区域内有垂直纸面向里的匀强磁场（图中未画出），AC边长为l，为，一群比荷为的带负电粒子以相同速度从C点开始一定范围垂直AC边射入，射入的粒子恰好不从AB边射出，已知从BC边垂直射出的粒子在磁场中运动的时间为，在磁场中运动时间最长的粒子所用时间为，则（）A．磁感应强度大小为B．粒子运动的轨道半径为C．粒子射入磁场的速度大小为D．粒子在磁场中扫过的面积为8．（2023·江西九江·统考三模）如图所示，S为一离子源，为足够长的荧光屏，S到的距离为，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 B．打中荧光屏的最长时间为C．打中荧光屏的宽度为 D．打到荧光屏的离子数与发射的离子数比值为9．（2023·全国·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B．若粒子恰好从圆弧边界离开磁场，则粒子的速度大小为C．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D．选择合适的速度，粒子可能从M点离开磁场三、解答题10．（2023·福建福州·福建省福州第一中学校考二模）如图所示，垂直纸面向里的匀强磁场中有一固定竖直挡板，挡板足够长，P处有一粒子源，PO连线垂直挡板，P到O的距离为L。粒子源能垂直磁场沿纸面向各个方向发射速度大小均为v的带正电粒子。粒子质量均为m，电荷量均为q，到达挡板的粒子都被吸收，不计粒子的重力及粒子间的相互作用。（1）若有粒子能到达挡板，求磁感应强度大小B应满足的条件；（2）若粒子到达挡板上侧最远处为M点，下侧最远处为N点，且，求磁感应强度的大小B。

考点02：带电粒子在无边界磁场中的运动（5单选+2多选+1解答）一、单选题1．（2023·辽宁沈阳·东北育才学校校考一模）如图所示，虚线框内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。a、b、c三个带电粒子，它们在纸面内从边的中点垂直于边射入磁场，图中画出了它们在磁场中的运动轨迹。若不计粒子所受重力，则（）

A．粒子a带负电，粒子b、c带正电B．若三个粒子比荷相同，则粒子c在磁场中的加速度最大C．若三个粒子入射的速度相同，则粒子c在磁场中的加速度最大D．若三个粒子入射的动量相同，则粒子b的带电量最大2．（2023·山东济南·山东师范大学附中校考模拟预测）在垂直于纸面向里的匀强磁场中有一个粒子源，可以发射不同比荷，不同速度的带正电粒子。已知所有发射出的粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径均相等。粒子源每发射一个粒子后，间隔逆时针旋转90度发射下一个粒子。发现发射的第一个粒子在回到初始位置之前和第四个粒子在回到初始位置之前在磁场中恰好相碰。若第一个粒子发射的初速度为，质量为，电荷量为，，则第四个粒子的速度为（）A．2v B．4v C．6v D．8v3．（2023·山东·统考二模）如图所示，半径为R的圆形区域中有垂直纸面向外的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度B，一比荷为的带正电粒子，从圆形磁场边界上的A点以的速度垂直直径MN射入磁场，恰好从N点射出，且，下列选项正确的是（）

A．粒子在磁场中运动的时间为B．粒子从N点射出方向竖直向下C．若粒子改为从圆形磁场边界上的C点以相同的速度入射，一定从N点射出D．若要实现带电粒子从A点入射，从N点出射，则所加圆形磁场的最小面积为4．（2023·湖北武汉·湖北省武昌实验中学校考模拟预测）如图所示，在匀强磁场中有1和2两个质子在同一平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，轨道半径并相切于P点，设、，、，、，、，分别表示1、2两个质子的周期，线速度，向心加速度以及各自从经过P点算起到第一次通过图中虚线所经历的时间，下列说话错误的是（）

A． B． C． D．5．（2023·广东·模拟预测）中国近20年来在粒子物理实验与粒子探测技术领域取得了很大进展。某研究学者在做粒子探测实验时，将一个电量为的粒子，自匀强磁场a点向左水平射出，当它运动到b点时，与一个带电量为静止的粒子发生碰撞并结合为一个新粒子，不考虑粒子的重力，试分析接下来新粒子的运动轨迹是（）

A．

B．

C．

D．

二、多选题6．（2023·湖北·模拟预测）在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于衰变放射出某种粒子，结果得到一张两个相切圆1和2的径迹照片如图所示，已知两个相切圆半径分别为r1、r2，则下列说法正确的是（

）

A．原子核发生了β衰变，径迹2是衰变后β的径迹B．径迹1是衰变后新核的径迹，径迹1、2旋转方向相同C．若衰变方程是，则r1：r2=2：117D．若衰变方程是，则衰变后新核和射出的粒子的动能之比为2∶1177．（2023·陕西·统考一模）空间存在匀强磁场，磁感应强度大小为，方向垂直于纸面。线段是屏与纸面的交线，长度为，其左侧有一粒子源S，可沿纸面内各个S方向不断发射质量为、电荷量为、速率相同的粒子；，为垂足，如图所示。已知，若上所有的点都能被粒子从其右侧直接打中，则粒子的速率可能为（）

A． B．C． D．三、解答题8．（2023·湖南永州·湖南省道县第一中学校考模拟预测）利用电磁场改变电荷运动的路径，与光的传播、平移等效果相似，称为电子光学。如图所示，在xOy坐标平面上，第三象限存在着方向沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E。在其余象限存在垂直纸面的匀强磁场，其中第一、二象限向外，第四象限向里，磁感应强度大小均为B（未知）。在坐标点（0，）处有一质量为m、电荷量为q的正电粒子，以初速度沿着x轴负方向射入匀强电场，粒子在运动过程中恰好不再返回电场，忽略粒子重力。求：（1）粒子第一次进入磁场时的速度v；（2）磁感应强度B的大小。

考点03：带电粒子在磁场中的运动的多解性问题（2单选+4多选+1解答）一、单选题1．（2023·湖北襄阳·襄阳四中校考模拟预测）如图甲所示，边长为L的正方形abcd区域内存在匀强磁场，磁感强度大小为，方向垂直于abed所在平面，且周期性变化（周期T可根据需要调整），如图乙所示，设垂直abcd平面向里为磁感强度的正方向。现有一电子在时刻由a点沿ab方向射入磁场区，已知电子的质量为m，电荷量大小为e，图中边界上有两点f、g，且，关于电子在磁场中的运动，以下说法中正确的是（）

A．调整磁场变化周期T，让电子沿bc方向经过c点，电子的速度大小一定是B．调整磁场变化周期T，让电子经过d点，电子的速度大小一定是C．要想让电子经过点f点，则磁场变化周期一定是D．要想让电子垂直bc边过g点，则磁场变化周期一定是2．（2023·湖北荆门·荆门市龙泉中学校考三模）如图所示，边长为正方形区域内无磁场，正方形中线将区域外左右两侧分成两个磁感应强度均为的匀强磁场区域，右侧磁场方向垂直于纸面向外，左侧磁场方向垂直于纸面向里。现将一质量为，电荷量为的正粒子从中点以某一速率垂直于射入磁场，不计粒子的重力，则关于粒子的运动，下列说法正确的是（）A．若粒子能垂直于射入正方形区域内，则粒子的最大速度为B．若粒子能垂直于射入正方形区域内，则粒子的速度可能为C．若粒子能垂直于射入正方形区域内，则粒子的速度可能为D．若粒子能垂直于射入正方形区域内，则粒子的速度可能为二、多选题3．（2023·江西南昌·南昌市八一中学校考三模）如图所示，空间中有一个底角均为的梯形，上底与腰长相等为L，梯形处于磁感应强度大小为B、垂直于纸面向外的匀强磁场中，现c点存在一个粒子源，可以源源不断射出速度方向沿cd，大小可变的电子，电子的比荷为k，为使电子能从ab边射出，速度大小可能为（）

A． B． C． D．4．（2023·湖南岳阳·统考二模）如图所示，在平面内，以为圆心、为半径的圆内有垂直平面向外的匀强磁场，轴下方有垂直平面向里的匀强磁场，两区域磁感应强度大小均为，第四象限有一与轴成45°角倾斜放置的挡板，、两点在坐标轴上，且、两点间的距离大于，在圆形磁场的左侧的区间内，均匀分布着质量为、电荷量为的一簇带电粒子，当所有粒子均沿轴正向以相同的速度射入圆形磁场区域时，粒子偏转后都从点进入轴下方磁场，结果有一半粒子能打在挡板上。不计粒子重力、不考虑粒子间相互作用力，下列说法正确的是（）A．所有粒子在圆形磁场中运动的时间相等B．挡板端点的横坐标为C．挡板上被粒子打中的区域长度为D．从距离轴为处射入圆形磁场的粒子，离开磁场时的坐标为5．（2023·广东·模拟预测）如图所示的xOy坐标系中，y轴的左侧存在垂直纸面向外、磁感应强度大小未知的匀强磁场，y轴右侧的匀强磁场垂直纸面方向且大小未知，一带正电的粒子由y轴上（0，）处沿与y轴正方向成30°角的方向以速度v射入磁场，已知粒子的比荷为k，粒子在y轴右侧的轨道半径为L，最终粒子经过O点，粒子重力不计。下列说法正确的是（）A．若y轴右侧的磁场垂直纸面向里，则y轴右侧的磁感应强度大小为B．若y轴右侧的磁场垂直纸面向里，则粒子从射入到运动至O点的时间为C．若y轴右侧的磁场垂直纸面向外，则粒子从射入到运动至O点的时间可能为D．若y轴右侧的磁场垂直纸面向外，则粒子从射入到运动至O点的时间可能为6．（2023·湖南衡阳·衡阳市八中校考模拟预测）如图，纸面内有一矩形abcd，其长ab为4l、宽ad为，P、Q为ab边上的点，。在矩形abcd外存在范围足够大的匀强磁场（图中未画出磁场），磁感应强度大小为。一质量为m、带电荷量为q（）的粒子，从P点垂直ab以速度向外射入磁场，粒子从Q处进入无场区。现在将入射速度变为，粒子从P点垂直ab射入磁场，粒子的重力不计，粒子离开P点至回到P点的运动路程可能为（）A． B．C． D．三、解答题7．（2023·江苏·模拟预测）如图甲所示，在xOy平面内有一离子源，该离子源能不间断的沿x轴正方向发射宽、沿y方向均匀分布的带负电离子流，离子流速率，单位时间内发射个数为n0，离子流中心纵坐标。离子流沿x方向射入一个半径为，中心O′位于的圆形匀强磁场区域，磁感应强度为B1，方向垂直xOy平面。从离子源中心处射出的离子经磁场偏转后恰能从O