《高考物理一轮复习压轴题剖析（电学部分）》专题24 带电粒子在无边界磁场中的运动（原卷版）

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专题 24 带电粒子在无边界磁场中的运动

一、选择题（1-9 题只有一个选项正确，10-12 题有多个选项符合条件）

1．如图所示，虚线 MN 上方存在垂直纸面向外的匀强磁场，在直角三角形 OPQ 中，

∠PQO=90°，∠QOP=30°。两个带电荷量数值相等的粒子 a

、

b分别从 O、P两点垂直于 MN 同时射入磁

场，恰好在 Q点相遇。不计粒子重力及粒子间相互作用力。下列说法正确的是（　　）

A．a

、

b两粒子均带正电 B．a

、

b两粒子的周期之比为 1:3

C．a

、

b两粒子的速度之比为 2:1 D．a

、

b两粒子的质量之比为 1:3

2．如图所示圆形区域内，有垂直于纸面方向的匀强磁场，一束质量和电荷量都相同的带电粒子，以不同

的速率，沿着相同的方向，对准圆心 O射入匀强磁场，又都从该磁场中射出，这些粒子在磁场中的运动

时间有的较长，有的较短，若带电粒子只受磁场力的作用，则在磁场中运动时间越短的带电粒子（　

　）

A．在磁场中的周期一定越小 B．在磁场中的速率一定越小

C．在磁场中的轨道半径一定越大 D．在磁场中通过的路程一定越小

3．如图所示，真空中，垂直于纸面向里的匀强磁场只在两个同心圆所夹的环状区域存在(含边界)，两圆

的半径分别为 R、3R，圆心为 O．一重力不计的带正电粒子从大圆边缘的 P点沿 PO 方向以速度 v1射入磁

场，其运动轨迹如图，轨迹所对的圆心角为 120°．若将该带电粒子从 P点射入的速度大小变为 v2时，不

论其入射方向如何，都不可能进入小圆内部区域，则 v1：v2至少为

A．B．C．D．2

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．有无数个带有相同电荷和相同

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．将磁感应强度的大小从原来的 B1变为 B2，结果相应的弧

长变为圆周长的，则等于

A．B．C．D．

5．如图所示，水平虚线 MN 上方有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里．大量带正电的相同粒子，以相

同的速率沿位于纸面内水平向右到竖直向上 90°范围内的各个方向，由小孔 O射入磁场区域，做半径为 R

的圆周运动．不计粒子重力和粒子间相互作用．下列图中阴影部分表示带电粒子可能经过的区域，其中

正确的是

A．B．C．D．

6．如图所示，虚线框 MNQP 内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里．a、b、c是三个质量和电荷量都

相等的带电粒子，它们从 PQ 边上的中点沿垂直于磁场的方向射入磁场，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．粒子 a在磁场中运动的时间最长

C．粒子 b在磁场中的加速度最大

D．粒子 c在磁场中的动量最大

7．某粒子 A衰变为另外两种粒子 B和C，其中粒子 A和B所带电荷量相等，C不带电．如图所示，粒子

A沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧 MP，衰变后产生的粒子 B的轨迹为圆弧 PN，两

轨迹在 P点相切，且半径之比为 RA：RB=2：1，粒子 C的轨迹未画出．下列说法正确的是（）

A．粒子 A和B都带正电荷

B．粒子 B与C的动量大小之比为 1：3

C．粒子 A与B的速度大小之比为 2：1

D．粒子 B与C的质量数之和小于粒子 A的质量数

8．在垂直纸面的匀强磁场中，有不计重力的甲、乙两个带电粒子，在纸面内做匀速圆周运动，运动方向

和轨迹示意如图．则下列说法中正确的是（）

A．甲、乙两粒子所带电荷种类不同

B．若甲、乙两粒子的动量大小相等，则甲粒子所带电荷量较大

C．若甲、乙两粒子所带电荷量及运动的速率均相等，则甲粒子的质量较大

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