2025高考物理冲刺训练《数学圆法巧解磁场中的临界问题》含答案

数学圆法巧解磁场中的临界问题子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径随速度的变化PP′上 带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的圆心在以入射点P 1133如图所示，在直角三角形ABC内充满垂直纸面向外的匀强磁场(图中未画出)，AB边长度为d，∠B=AC边射出的粒子在磁场中运动的时间为t，而运动时间最长的粒子在磁场中运动的时间为t(不计粒子重力)。则下列说法正确的是()A.粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为4tB.该匀强磁场的磁感应强度大小为C.粒子在磁场中运动的轨迹半径为dD.粒子进入磁场时的速度大小为 22A.B.C.D. B.C.D. 交点，并从OM上另一点射出磁场。不计重力。粒子离A.B.C.D. 题目5利用如图所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子．图中板MN33A.粒子带正电B.射出粒子的最大速度为 4488A.磁感应强度大小为C.粒子射入磁场的速度大小为B.粒子运动的轨道半径为lD.粒子在磁场中扫过的面积为 A.粒子到达y轴的位置一定各不相同B.磁场区域半径R应满足R≤C.从x轴入射的粒子最先到达y轴55B.经过时间粒子第1次回到A点D.粒子不可能回到A点C.从AC边射出的粒子的最大速度为kLB66 A.粒子速度大小为B.所有粒子均能垂直射在光屏上D.能射在光屏上的粒子初速度方向与x轴夹角满足某种离子诊断测量简化装置如图所示。竖直平面内存磁场中沿半径为R的四分之一圆弧运动后从下边界HG竖直向下射出，77(1)求离子速度v的大小及c束中的离子射出磁场边界HG时与H点的距离s；(2)求探测到三束离子时探测板与边界HG的最大距离Lmax； 射N个质子。在P点下方放置有长度L=1.2m以O为中点的探测板，P点离探测板的垂直距离OP为a。已知电子质量me=9.1×10-31kg=0.51MeV/c2，中子质量mn=939.57MeV/c2，质子质量mp=-1。88数学圆法巧解磁场中的临界问题子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径随速度的变化PP′上 【答案】BC【解析】由t=T知，电子在磁场中运动时间与轨迹对应的圆心子做圆周运动的周期与电子的速率无关，所以电子在磁场中的运动周期相同，若它们11带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的圆心在以入射点P )1(见解析)2(60。33如图所示，在直角三角形ABC内充满垂直纸面向外的匀强磁场)图中未画出(，AB边长度为d，7B=AC边射出的粒子在磁场中运动的时间为t，而运动时间最长的粒子在磁场中运动的时间为t)不计粒子重力(。则下列说法正确的是()22A.粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为4tB.该匀强磁场的磁感应强度大小为C.粒子在磁场中运动的轨迹半径为dD.粒子进入磁场时的速度大小为【答案】ABCD错误。 qvB=m33MP=2R1NP=2R2RR1=2RR2=Rcos30°=R2则v2R2==22A.B.C.D.qBv=，T=44 A.B.C.D.55B=(3a-rmax(2=r2+a2rmax=aBmin=== 交点，并从OM上另一点射出磁场。不计重力。粒子离A.C.r=66CD=2r故选D。 题目5利用如图所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子．图中板MNA.粒子带正电B.射出粒子的最大速度为,根据半径公式得，粒子的最大速度vmax==．故B正确．粒子在磁场中偏转的最小半径为rmin=，根据半径公式r=得，粒子的最小速度vmin=，则最大速度和最 77Bqv=m解得：R==故选AD.. 88TT3T3T3故选BC。88A.磁感应强度大小为C.粒子射入磁场的速度大小为B.粒子运动的轨道半径为lD.粒子在磁场中扫过的面积为得99T=×=t0B=5πm故A正确；T=2t0得θ=R=l故B错误；v==2故D正确。故选ACD。 垂直x轴放置一粒子发射装置，在-R≤y≤R的区间内各处均沿x轴正方向同时发射出一个带正电粒子，A.粒子到达y轴的位置一定各不相同B.磁场区域半径R应满足R≤C.从x轴入射的粒子最先到达y轴D.Δt=，其中θ角的弧度值sinθ=故A错误；r=<RR<t2=α=θsinθ=sinα==故D正确。故选BD。B.经过时间粒子第1次回到A点D.粒子不可能回到A点故A正确；t=t1+t2=t=t1+t2=故B正确；0=(故选AB。C.从AC边射出的粒子的最大速度为kLB由R=mvmvm=kLBt=⋅T=×= A.粒子速度大小为B.所有粒子均能垂直射在光屏上D.能射在光屏上的粒子初速度方向与x轴夹角满足qBv=mr==Rv=A正确；T=t=T=T=故选AC。某种离子诊断测量简化装置如图所示。竖直平面内存磁场中沿半径为R的四分之一圆弧运动后从下边界HG竖直向下射出，(1)求离子速度v的大小及c束中的离子射出磁场边界HG时与H点的距离s；(2)求探测到三束离子时探测板与边界HG的最大距离Lmax；(3)若打到探测板上的离子被全部吸收，求离子束对探测板的平均作用力的竖直分量F与板到HG距离Lmax=当0<L≤=2.6NqBR；当R<L≤0.4R时：Fv=OH=0.6R，s=HQ=R2-(0.6R)2=0.8R得HO'=aH-R=0.6Rx=、R2-HO'2=0.8Rα=β则Lmax=Rpz=pcosα=0.8qBR当0<L≤R时所有离子都打在探测板上，故单位时间内离子束对探测板的平均作用力F1=Np+2Npz=2.6NqBR为F2=Np+Npz=1.8NqBRF3=Np=NqBR 射N个质子。在P点下方放置有长度L=1.2m以O为中点的探测板，P点离探测板的垂直距离OP为a。已知电子质量me=9.1×10-31kg