专题09 磁场、带电粒子的运动(原卷版)

专题09 磁场、带电粒子的运动

1．（2021届河北省衡水中学高三四调）如图所示，一条形磁铁的周围放着能自由转动的小磁针甲、乙、丙、丁四根小磁针，静止时，画错的是

A．甲B．乙C．丙D．丁

2．（2021届广东省佛山市高三质检）地磁场能有效抵御宇宙射线的侵入赤道剖面外地磁场可简化为包围地球一定厚度的匀强磁场，方向垂直该剖面，如图所示。图中给出了速度在图示平面内，从O点沿平行与垂直地面2个不同方向入射的微观带电粒子（不计重力）在地磁场中的三条运动轨迹a、b、c，且它们都恰不能到达地面则下列相关说法中正确的是（）

A．沿a轨迹运动的粒子带正电

B．若沿a、c两轨迹运动的是相同的粒子，则a粒子的速率更大

C．某种粒子运动轨迹为a，若它速率不变，只是改变入射地磁场的方向，则只要其速度在图示平面内，无论沿什么方向入射，都不会到达地面

D．某种粒子运动轨迹为b，若它以相同的速率在图示平面内沿其他方向入射，则有可能到达地面3．（2021届广东省新高考八省大联考高三模拟）如图所示，在直角坐标系xOy中，位于坐标轴上的M、N、

P三点到坐标原点O的距离均为r，在第二象限内以O1(－r，r)为圆心，r为半径的1

4

圆形区域内，分布着

方向垂直xOy平面向外的匀强磁场；现从M点平行xOy平面沿不同方向同时向磁场区域发射速率均为v的相同粒子，其中沿MO1方向射入的粒子恰好从P点进入第一象限．为了使M点射入磁场的粒子均汇聚于N 点，在第一象限内，以适当的过P点的曲线为边界(图中未画出，且电场边界曲线与磁场边界曲线不同)，边界之外的区域加上平行于y轴负方向的匀强电场或垂直xOy平面的匀强磁场，不考虑粒子间的相互作用及其重力.下列说法正确的是

A ．若OPN 之外的区域加的是磁场，则所加磁场的最小面积为2(2)2

r π- B ．若OPN 之外的区域加的是电场，粒子到达N 点时的速度最大为5v

C ．若OPN 之外的区域加的是电场，粒子到达N 点时的速度方向不可能与x 轴成45°

D ．若OPN 之外的区域加的是电场，则边界PN 曲线的方程为2

2x y x r r

=-+ 4．（2021届河北省衡水中学高三四调）如图所示，圆形区域直径MN 上方存在垂直于纸面向外的匀强磁场，

下方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小相同。现有两个比荷相同的带电粒子a 、b ，分别以1v 、

2v 的速度沿图示方向垂直磁场方向从M 点入射，最终都从N 点离开磁场，则（ ）

A ．粒子a 、b 可能带异种电荷

B ．粒子a 从N 点离开磁场时的速度方向一定与初速度1v 的方向垂直

C ．12:v v 可能为2:1

D ．12:v v 一定为1:1

5．（2021届河北省衡水中学高三四调）某种质谱仪的原理如图所示．高速原子核从A 点沿AC 方向进入平行正对的金属平板之间，板间有方向如图，大小为E 的匀强电场，还有垂直于纸面，磁感应强度为B 1的匀强磁场(图中未画出)．符合条件的原子核能从C 点沿半径方向射入半径为R 的圆形磁场区，磁感应强度大

小为B 2，方向垂直于纸面向外．接收器安放在与圆形磁场共圆心的弧形轨道上，其位置由OP 与OD 的夹角θ描述．不考虑原子核所受重力对运动的影响，下列说法正确的是(

)

A ．

B 1方向垂直于纸面向外

B ．能从

C 点进入圆形磁场的原子核的速度为1E v B

= C ．若某原子核的原子序数为Z ，实验中接收器在θ所对应位置能接收原子核，则该原子核的质量m 为12tan 2ZeB B R

m E θ=

D ．现用此仪器分析氢的同位素，若在θ=120°的位置能接收到氕核，那么应该将接收器放于θ=60°的位置能接收到氚核

6．（2021届河北省选择性考试模拟演练）如图，x 轴正半轴与虚线所围区域内存在着磁感应强度大小为B 的匀强磁场，方向垂直纸面向里。甲、乙两粒子分别从距x 轴h 与2h 的高度以速率v 0平行于x 轴正向进入磁场，并都从P 点离开磁场，OP =

12

h 。则甲、乙两粒子比荷的比值为（不计重力，sin37°=0.6，cos37°=0.8）（ ）

A ．32：41

B ．56：41

C ．64：41

D ．41：28

7．（2021届湖北省华中师大附中高三模拟）如图所示，在直角坐标系xOy 内有一直角三角形区域OAC ，60AOC ∠=︒，OC l =，在OAC 区域内存在垂直xOy 平面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小为B 。从

原点O处向OAC区域发射速率不同、方向不同的电子，已知电子的质量为m，电荷量为e。不计粒子重力，下列说法正确的是（）

A．通过C点的电子的速率不小于Bel m

B．通过C点的电子从O点入射时，速度方向一定与y轴正方向成30°角

C．电子在OAC区域内运动的最长时间为2

3

m Be π

D．速度方向相同的所有电子在磁场中的运动时间相同

8．（2021届湖南省三湘名校联盟高三联考）如图所示为回旋加速器的示意图，用回旋加速器加速某带电粒子时，匀强磁场的磁感应强度为B，高频交流电频率为f。设D形盒半径为R，不计粒子在两极板间运动的时间，则下列说法正确的是（）

A．带电粒子被加速后的最大速度不可能超过2Rf

π

B．增大加速电场的电压，其余条件不变，带电粒子在D形盒中运动的时间变短

C．只要R足够大，带电粒子的速度就可以被加速到足够大

D．不同的带电粒子在同一回旋加速器中运动的总时间可能不同

9．（2021届湖南省长沙市长郡中学高三模拟）如图为回旋加速器的示意图，真空容器D形盒放在与盒面垂直的匀强磁场中，且磁感应强度B保持不变。两盒间狭缝间距很小，粒子从粒子源A处（D形盒圆心）进入加速电场（初速度近似为零）。D形盒半径为R，粒子质量为m、电荷量为+q，两D形盒间接电压为U的高频交流电源。不考虑相对论效应，粒子所受重力和带电粒子穿过狭缝的时间不计。下列论述正确的是