2025高考点拨微专练50　带电粒子在圆形边界磁场中的运动.docVIP

2025高考点拨微专练50带电粒子在圆形边界磁场中的运动

一、多选题

(★★★)1.粒子物理研究中使用的一种球状探测装置横截面的简化模型如图所示。内圆区域有垂直纸面向里的匀强磁场，外圆是探测器。两个粒子先后从P点沿径向射入磁场，粒子1沿直线通过磁场区域后打在探测器上的M点。粒子2经磁场偏转后打在探测器上的N点。装置内部为真空状态，忽略粒子重力及粒子间相互作用力。下列说法正确的是（）

A．粒子1可能为中子

B．粒子2可能为电子

C．若增大磁感应强度，粒子1可能打在探测器上的Q点

D．若增大粒子入射速度，粒子2可能打在探测器上的Q点

(★★★)2.如图所示，空间中存在一个半径为R的圆形匀强磁场，方向垂直纸面向里，从圆形磁场边界上的P点沿不同方向射入两个不同电荷量、初速度大小相同的带电粒子A、B，A粒子与圆形磁场半径的夹角为α=30°，B粒子与圆形磁场半径的夹角为θ=60°，结果两粒子都会从边界上的C点射出。不计粒子的重力，则下列说法正确的是（）

A．A、B粒子带同种性质电荷

B．A、B粒子的比荷之比为

C．A、B粒子在磁场中做圆周运动的半径之比为

D．A、B粒子在磁场中运动的时间之比为

(★★★)3.地磁场对宇宙高能粒子有偏转作用，从而保护了地球的生态环境。赤道平面的地磁场简化为如图所示，O为地球球心、R为地球半径。地磁场可视为分布在半径R到2R的两边界之间的圆环区域内，磁感应强度大小均为B，方向垂直纸面向里。太阳耀斑爆发时，向地球持续不断地辐射大量高能粒子，假设均匀分布的带正电高能粒子以相同速度垂直MN沿赤道平面射向地球。已知粒子质量均为m、电荷量均为q，不计粒子的重力及相互作用力。下列说法正确的是（）

A．当入射粒子的速率不小于时，部分粒子可以到达MN右侧地面

B．若粒子速率为，入射到磁场的粒子到达地面的最短时间为

C．若粒子速率为，正对着O处入射的粒子恰好可以到达地面

D．若粒子速率为，入射到磁场的粒子恰好有一半不能到达地面

(★★★)4.如图所示，长方形abcd长，宽，O、e分别是ad、bc的中点，以ad为直径的半圆内有垂直纸面向里的匀强磁场（边界无磁场），磁感应强度。一束不计重力、质量、电荷量的粒子以速度沿垂直ad方向且垂直于磁场射入磁场区域（）

A．从Od边射入的粒子，出射点全部分布在be边

B．从aO边射入的粒子，出射点全部分布在ab边

C．从Od边射入的粒子，出射点分布在Oa边和ab边

D．从aO边射入的粒子，出射点分布在ab边和be边

(★★★)5.如图所示，半径为R的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场（包括磁场的边界），磁感应强度大小为B，D点为弧AC的中点，一比荷为k的负粒子由A点沿AO方向射入磁场，入射速度为，负粒子在磁场中运动的时间为t，粒子重力不计，则下列说法正确的是（）

A．粒子从C点离开磁场

B．若该负粒子从D点以原速率和方向入射，则粒子从CD间离开磁场

C．若该负粒子从D点以原速率和方向入射，则粒子在磁场中运动的时间为

D．若该负粒子从O点以原速率沿OC方向入射，则粒子在磁场中运动的时间为

(★★★★)6.如图，虚线内有垂直纸面的匀强磁场，是半圆，圆心O在连线所在的直线上，半径为r，。现有一质量为m、电荷量为的离子，以速度v沿半径方向射入磁场，从边垂直边界离开磁场，则（）

A．离子做圆周运动的半径为

B．离子离开磁场时距b点的距离为

C．虚线内的磁感应强度大小为

D．离子在磁场中的运动时间为

(★★★)7.如图所示，圆心为O、半径为r的圆形区域外存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场；圆形区域内无磁场。P是圆外一点，且，一质量为m、电荷量为的粒子从P点在纸面内垂直于OP射出。已知粒子运动轨迹经过圆心O，不计重力，下列说法正确的是（）

A．粒子在磁场中做圆周运动的半径

B．粒子在磁场中做圆周运动的半径

C．粒子第一次在圆形区域内运动所用的时间

D．粒子第一次在圆形区域内运动所用的时间

二、单选题

(★★)8.如图所示，圆形区域半径为r，区域内存在磁感应强度为B的匀强磁场，一束不计重力的带正电粒子，质量均为m，电荷量均为q，以垂直于区域圆直径MN的相同速度飞入圆形匀强磁场区域后发生偏转，都恰好能在区域边缘的同一点射出磁场区域，不计粒子间相互作用力，则下列说法正确的是（）

A．粒子将于M点射出磁场

B．所有粒子在磁场中的运动时间相同

C．射出粒子的