2025高中物理题库本章好题新题高考题 洛伦兹力 1含答案22.pdf

1 圆心为 O、半径为 R 的圆形区域内存在磁感应强度为 B、方向垂直纸面向外的匀强磁场，在磁场边缘上有 A、B 两点，90AOB。放射源从 A 点沿纸面向圆形区域各个方向均匀发射速度大小为0v的带电粒子。圆的右边有边长有 2R 的正方形 MNQP，与圆相切于 B 点，且MBNB，其区域内有水平向左的匀强电场。当粒子初速沿 AO 方向时，粒子刚好从 B 点离开磁场，进入电场后又刚好到达边界 QP 并返回，重新进入并最终离开磁场。不计重力和粒子间的相互作用。下列说法正确的是（）A.粒子的比荷为0BRvB.粒子在磁场中运动的总时间与入射方向无关C.若将电场 E 方向变为竖直向下，则从电场边界 QP 与 NQ 射出的粒子数之比为1:1D.若电场 E 竖直向下，且粒子要全部从 NQ 边界射出，则场强大小至少为原来的 4 倍【答案】BD2 如图所示，磁感应强度为 B 的匀强磁场方向垂直纸面向里，图中虚线为磁场的边界，其中 bc 段是半径为 R 的四分之一圆弧，ab、cd 的延长线通过圆弧的圆心，Ob 长为 R。一束质量为 m、电荷量为 q 的粒子，在纸面内以不同的速率从 O 点垂直 ab 射入磁场，已知所有粒子均从圆弧边界射出，其中 M、N 是圆弧边界上的两点，不计粒子间的相互作用和重力。则下列分析中正确的是（）2025高中物理题库本章好题新题高考题 洛伦兹力 1含答案A.粒子带负电B.从 M 点射出粒子的速率一定大于从 N 点射出粒子的速率C.从 M 点射出粒子在磁场中运动时间一定小于从 N 点射出粒子所用时间D.所有粒子所用最短时间为23mqB【答案】D3 如图所示为一种质谱仪的示意图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成。若静电分析器通道中心线的半径为 R，通道内均匀辐射电场，在中心线处的电场强度大小为 E，磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为 B、方向垂直于纸面向外。一质量为 m、电荷量为 q 的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器，由 P 点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的 Q 点，不计粒子重力。下列说法不正确的是（）A.极板 M 比极板 N 的电势高B.加速电场的电压2ERU C.2PQB qmERD.若一群粒子从静止开始经过题述过程都落在胶片上的同一点，则该群粒子具有相同的比荷【答案】C4 如图所示，边长为 L 的等边三角形ABC内、外分布着两方向相反的匀强磁场，三角形内磁场方向垂直纸面向外，两磁场的磁感应强度大小均为 B。顶点 A 处有一粒子源，粒子源能沿BAC的角平分线发射不同速率的粒子，粒子质量均为m、电荷量均为q，不计粒子重力及粒子间的相互作用力，则发射速度0v为哪些值时粒子能通过 B 点（）A.2qBLmB.2qBLmC.23qBLmD.7qBLm【答案】BD5 用图甲所示的洛伦兹力演示仪演示带电粒子在匀强磁场中的运动时发现，有时玻璃泡中的电子束在强磁场中的运动轨迹呈“螺旋”状。为了研究该“螺旋”情况，现将这一现象简化成如图乙所示的情景来讨论：在空间存在平行于 x 轴磁感应强度为 B 的匀强磁场，在 xOy 平面内，由坐标原点以初速度0v沿与 x 轴正方向成角的方向射入电子束，得到轴线平行于 x 轴的“螺旋”状电子运动轨迹，电子的比荷为em，则此“螺旋”的（）A.半径0mvreBB.半径0sinmvreBC.螺距02 mvxeB D.螺距02sinmvxeB【答案】B6 如图所示，ABCA 为一个半圆形的有界匀强磁场，O 为圆心，F、G 分别为半径OA 和 OC 的中点，D、E 点位于边界圆弧上，且 DFIIEG/BO现有三个相同的带电粒子（不计重力）以相同的速度分别从 B、D、E 三点沿平行 BO 方向射入磁场，其中由 B 点射入磁场粒子 1 恰好从 C 点射出，由 D、E 两点射入的粒子 2和粒子 3 从磁场某处射出，则下列说法正确的是（）A.粒子 2 从 O 点射出磁场B.粒子 3 从 C 点射出磁场C.粒子 1、2、3 在磁场的运动时间之比为 3：2：2D.粒子 2、3 经磁场偏转角不同【答案】ABC7 如图所示，在理想的虚线边界内有范围足够大的匀强磁场，ab，cd 段水平，bc，de 段竖直，且32abcdbc在纸面内大量质子从 a 点垂直于 ab 以不同速率射入磁场，不计质子间的相互作用力和重力，则从边界 de 垂直射出的质子与在磁场中运动时间最长的质子的速率之比为（）A.3：2B.36：13C.9：4D.36：17【答案】B8 如图，虚线内有垂直纸面的匀强磁场，acb是半圆，圆心 O 在bd连线所在的直线上，半径为 r，60bOc。现有一质量为 m、电荷量为q的离子，以速度 v 沿半径Oc方向射入磁场，从bd边垂直边界离开磁场，则（）A.离子做圆周运动的半径为 rB.离子离开磁场时距b 点的距离为2rC.虚线内的磁感应强度大小为33mvqrD.离子在磁场中的运动时间为2 33rv【答案】C9如图所示，边长为3L的正三角形 abc 区域内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场（图中未画出），正三角形中心 O 有一粒子源，可以沿 abc 平面任意方向发射相同的带电粒子，粒子质量为 m，电荷量为 q。粒子速度大小为 v 时，恰好没有粒子穿出磁场区域，不计粒子的重力及粒子间的相互作用力。下列说法正确的是（）A.磁感应强度大小为2mvqLB.磁感应强度大小为4mvqLC.若发射粒子速度大小为 2v 时，在磁场中运动的最短时间为12LvD.若发射粒子速度大小为 2v 时，在磁场中运动的最短时间为6Lv【答案】BC10 如图所示，在边长为 L 的等边三角形区域 ABC 内存在着垂直纸面的匀强磁场（未画出），磁感应强度大小为02 33mvBqL，大量质量为 m、带电荷量为 q 的粒子从 BC 边中点 O 沿不同的方向垂直于磁场以速率 v0射入该磁场区域，不计粒子重力，则下列说法正确的是（）A.所有粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径为22LB.所有粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为03 LvC.对于从 AB 和 AC 边射出的粒子，在磁场中运动的最长时间为036LvD.对于从 AB 和 AC 边射出的粒子，在磁场中运动的最短时间为0312Lv【答案】BC11.一匀强磁场的磁感应强度大小为 B，方向垂直于纸面向外，其边界如图中虚线所示，ab为半圆，ac、bd 与直径 ab 共线，ac 间的距离等于半圆的半径。一束质量为 m、电荷量为 q（q0）的粒子，在纸面内从 c 点垂直于 ac 射入磁场，这些粒子具有各种速率。不计粒子之间的相互作用。在磁场中运动时间最长的粒子，其运动时间为（）A.76mqBB.54mqBC.43mqBD.32mqB【答案】C12 小明同学对正、负电子对撞产生了浓厚的兴趣，他根据所学知识设计了正、负电子对撞装置，通过电子在匀强磁场中的运动来实现正、负电子在不同位置能发生正碰。如图所示，ab 和 cd 是关于 y 轴对称、间距为 2l 的直线磁场边界，在两边界之间有两个有界匀强磁场。两磁场的边界MN 位于 x轴上方且平行于 x 轴，MN 与 x 轴的距离 h 可调。MN 下方的磁场垂直纸面向里，上方的磁场垂直纸面向外，磁感应强度大小均为 B。若将质量为 m、电荷量为 e 的正、负电子分别从ab 和 cd 磁场边界上沿 x 轴同时以相同速率34eBlvm进入强磁场，使正、负电子能在 y 轴的不同位置垂直于 y 轴方向发生正碰，则 MN 与 x 轴的距离 h 的大小可能是（不计粒子间的相互作用力和粒子重力）（）A.324hlB.324hlC.2 3118hlD.5 3720hl【答案】ABC13一匀强磁场的磁感应强度大小为 B，方向垂直于纸面向外，其边界如图中虚线所示，半圆弧 bc 的半径为 R，ab、cd 与直径 bc 共线，ab 间的距离等于圆的半径。一束质量为 m、电荷量为0q q 的粒子，在纸面内从 a 点以大小不同的速率垂直于 ab 射入磁场。不计粒子重力及粒子之间的相互作用，sin370.6，cos370.8，下列说法正确的是（）A.若粒子运动轨迹经过圆心 O，则粒子射入磁场时的速率为34qBRmB.若粒子运动轨迹经过圆心 O，则粒子在磁场中的运动时间为143180mqBC.若粒子在磁场中的运动时间最短，则粒子射入磁场时的速率为qBRmD.若粒子在磁场中的运动时间最短，则粒子在磁场中的运动时间为23mqB【答案】ACD14 如图所示，在PQ之间有水平向右的匀强电场，在QM之间的两个半径为 R 的圆形内（不包含边界）存在方向相反的圆形磁场，两个圆形磁场相切且与边界 Q也相切，磁感应强度均为 B，在两个圆形磁场右边并与圆形磁场相切有一个足够大的挡板。在下边圆形磁场的最低点 A 处有一个粒子源可以在平面内向磁场内各个方向发射速率为qBRm，电量为q，质量为 m 的粒子，PQ之间的距离为2R，电场强度为22qB Rm，不计粒子的重力和粒子间的相互作用力，粒子不发生碰撞，下列说法正确的是（）A.粒子水平向左进入匀强电场B.粒子速度减到零时刚好运动到电场左边界 PC.粒子在下边的圆形磁场中运动的时间均为mqBD.粒子均能垂直打在挡板上【答案】ACD15 如图所示，在半径为 R 的圆形区域内充满磁感应强度为 B 的匀强磁场，MN是一竖直放置的感光板。从圆形磁场最高点 P 以速度 v 垂直磁场正对着圆心 O射入带正电的粒子，且粒子所带电荷量为 q、质量为 m，不考虑粒子重力，关于粒子的运动，以下说法正确的是（）A.粒子在磁场中通过的弧长越长时间也越长B.出磁场的粒子其出射方向的反向延长线也一定过圆心 OC.出磁场的粒子一定能垂直打在 MN 上D.只要速度满足qBRvm，入射的粒子出射后一定垂直打在 MN 上【答案】BD16如图所示，在直角三角形 ABC 内存在垂直纸面向外的匀强磁场，AC=d，B=30。现垂直 AB 边射入一群质量均为 m、电荷量均为 q、速度大小均为 v的带正电粒子，已知垂直 AC 边射出的粒子在磁场中运动的时间均为 t，而在磁场中运动的最长时间为43t（不计重力和粒子间的相互作用）。下列判断正确的是（）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2mqtC.粒子在进入磁场时速度大小为35dtD.粒子在磁场中运动的轨迹半径为25d【答案】ABC17.如图所示，圆心角为 90的扇形 COD 内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，E 点为半径 OD 的中点现有比荷大小相等的两个带电粒子 a、b(不计重力)以大小不等的速度分别从 O、E 点均沿 OC 方向射入磁场，粒子 a 恰从 D 点射出磁场，粒子 b 恰从 C 点射出磁场，已知 sin 37=0.6，cos 37=0.8，则下列说法中正确的是A.粒子 a 带正电，粒子 b 带负电B.粒子 a、b 在磁场中运动的加速度大小之比为 52C.粒子 a、b 的速率之比为 25D.粒子 a、b 在磁场中运动的时间之比为 18053【答案】CD18 如图所示，ab边界以上，圆形边界以外的区域中存在匀强磁场，磁感应强度为0B，圆形边界以内区域中匀强磁场的磁感应强度为02B，圆形边界半径为R，ab边界上 c 点距圆形边界圆心 O 的距离为 2R；一束质量为 m、电荷量为 q的负电粒子，在纸面内从 c 点沿垂直边界ab方向以不同速率射入磁场。不计粒子之间的相互作用。已知一定速率范围内的粒子可以经过圆形磁场边界，这其中速率为 v 的粒子到达圆周边界前在区域中运动的时间最短。只考虑一次进出、区域，则（）A.可以经过圆形边界的粒子的速率最大值为034qB RmB.可以经过圆形边界的粒子的速率最小值为02qB RmC.速率为 v 的粒子在区域的运动时间为3RvD.速率为 v 的粒子在区域的运动时间为02mB q【答案】BD19.等腰梯形 ABCD 区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为 B，梯形上、下底 AB、CD 长度分别为 L 和 2L，60D，下底 CD 的中点 E 处有一个粒子放射源，可以向 CD 上方射出速率不等的粒子，粒子的速度方向与磁场方向垂直，不计粒子间的相互作用力，已知质子的电荷量为 e，质量为 m，下列说法正确的是（）A.若 AB、AD 边有粒子射出，则 BC 边一定有粒子射出B.若粒子可以到达 B 点，则其最小速度为36eBLmC.到达 A 点和到达 B 点的粒子一定具有相同的速率D.运动轨迹与 AD 边相切（由 CD 边出磁场）的速率最小的粒子在磁场中的运动时间为83meB【答案】BD20如图所示，边长为 L 的等边三角形 ACD 为两有界匀强磁场的理想边界，三角形区域内的磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为 B，三角形区域外（含边界）的磁场（范围足够大）方向垂直纸面向里，磁感应强度大小也为 B。把粒子源放在顶点 A 处，它将沿A的角平分线方向发射质量为 m、电荷量为 q、初速度为0v的带电粒子（不计重力），粒子恰能运动到 C 点。关于粒子从 A 点运动到 C 点的过程，下列说法正确的是（）A.若粒子带负电，则初速度0v一定为qBLmB.若粒子带负电，则粒子运动的时间可能是mqBC.若粒子带正电，且初速度0qBLvm，则粒子运动到 C 点的时间为2 mqBD.若初速度02qBLvm，则粒子一定带负电【答案】BC21 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，地磁场只分布在半径为 R 和 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。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.粒子无论速率多大均无法到达 MN 右侧地面B.若粒子速率为qBRm，正对着 O 处入射的粒子恰好可以到达地面C.若粒子速率为2qBRm，入射到磁场的粒子均可以到达地面D.若粒子速率为32qBRm，入射到磁场的粒子恰好有一半可以到达地面【答案】D22 如图所示，在一个等腰直角三角形 ACD 区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为 B。一质量为 m、电荷量为 q 的带正电粒子（不计重力），沿纸面从 AC 边的中点 O 垂直于 AC 边射入该匀强磁场区域，若该三角形的两直角边长均为 2l，则下列关于粒子运动的说法中正确的是（）A.若该粒子的入射速度为qBlvm，则粒子一定从 CD 边射出磁场，且距点 C 的距离为 lB.若要使粒子从 CD 边射出，则该粒子从 O 点入射的最大速度应为2qBlvmC.若要使粒子从 AC 边射出，则该粒子从 O 点入射的最大速度应为2qBlvmD.该粒子以不同大小的速度入射时，在磁场中运动的最长时间为mqB【答案】ACD23如图所示，有一个正方形的匀强磁场区域 abcd，e 是 ad 的中点，f 是 cd 的中点，如果在 a 点沿对角线方向以速度 v 射入一带负电的带电粒子，恰好从 e 点射出，不计粒子重力，则（）A.如果粒子的速度增大为原来的二倍，将从 d 点射出B.如果粒子的速度增大为原来的三倍，将从 f 点射出C.如果粒子的速度不变，磁场的磁感应强度变为原来的二倍，将从 d 点射出D.只改变粒子的速度大小使其分别从 e、d、f 点射出时，从 f 点射出运动时间最长【答案】A24 如图所示，一半径为 R 的圆形匀强磁场区域，磁感应强度大小为 B，方向垂直于纸面向外。三个比荷均为qm的带电粒子，分别从 a、b、c 三点以相同初速度0v沿平行于直径 be 方向进入磁场。已知从 b 进入的粒子由 d 点离开，a、c 两点到直径 be 的距离均为2R，直径 df 与 be 垂直，不计重力及粒子间相互作用。则（）A.粒子带负电B.粒子的初速度0qBRvmC.从 a 进入的粒子在磁场中的运动时间为23mqBD.从 c 进入的粒子在磁场中的运动时间为6mqB【答案】BC25如图，坐标原点 O 有一粒子源，能向坐标平面一、二象限内发射大量质量为 m，电荷量为 q 的正粒子（不计重力），所有粒子速度大小相等。圆心在（0，R）半径为 R 的圆形区域内，有垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B，磁场右侧有一长度为 R 且平行于 y 轴的荧光屏，其中心 O1位于（2R，R）。已知初速度沿 y 轴正向的粒子经过磁场后，恰能垂直射在光屏上，则下列说法正确的是（）A.所有粒子的初速度大小为qBRmB.从 O 点发射的所有粒子都能垂直射在光屏上C.能射在光屏上的粒子，在磁场中运动时间最长为mqBD.能射在光屏上的粒子初速度方向与 x 轴夹角满足60120【答案】AD26如图所示，在半径为 R 的圆形区域内，有匀强磁场，磁感应强度为 B，方向垂直于圆平面（未画出）。一群比荷为qm的负离子以相同速率 v0（较大），由 P点在纸平面内向不同方向射入磁场中发生偏转后，又飞出磁场，最终打在磁场区域右侧足够大荧光屏上，离子重力不计。则下列说法正确的是（）A.离子在磁场中的运动轨迹半径可能不相等B.由 Q 点飞出的离子在磁场中运动的时间最长C.离子在磁场中运动时间一定相等D.沿 PQ 方向射入的离子飞出时偏转角最大【答案】B27.半径为 R 圆形区域外有垂直纸面向里、磁感应强度为 B 的匀强磁场，M 为半径 OA 的中点。现有大量质量为 m、电量为 q 的带正电粒子先后单独从 M 点以大小相同的速度0qBRvm向纸面内各个方向射出，不计重力。这些粒子从进入磁场到第一次离开磁场的时间的最小值和最大值分别设为 tmin、tmax，则（）A.min32mtqBB.min43mtqBC.max53mtqBD.max76mtqB【答案】BC28.如图，坐标原点 O 有一粒子源，能向坐标平面一、二象限内发射大量质量为m、电量为 q 的正电粒子（不计重力），所有粒子速度大小相等。圆心在0,R，半径为 R 的圆形区域内，有垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为 B 磁场右侧有一长度为 R，平行于 y 轴的光屏，其中心位于2,R R。已知初速度沿 y轴正向的粒子经过磁场后，恰能垂直射在光屏上，则（）A.粒子速度大小为2qBRmB.所有粒子均能垂直射在光屏上C.能射在光屏上的粒子，在磁场中运动时间最长为23mqBD.能射在光屏上的粒子初速度方向与 x 轴夹角满足45135【答案】C29 在真空中，半径为 R 的虚线所围的圆形区域内存在磁感应强度大小为 B 的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，EF 是一水平放置的感光板，从圆形磁场最右端的 A 点处垂直磁场射入大量质量为 m、电荷量大小为 q、速度为 v 的带正电粒子，不考虑粒子间的相互作用及粒子重力，关于这些粒子的运动以下说法正确的是（）A.粒子只要对着圆心入射，出射后均可垂直打在 EF 上B.对着圆心入射的粒子，其出射方向的反向延长线一定过圆心C.对着圆心入射的粒子，速度越大，在磁场中通过的弧长越长，时间也越长D.只要速度满足qBRvm，沿不同方向入射的粒子出射后均可垂直打在 EF 上【答案】BD30 如图所示，在以 O 点为圆心的一个圆形区域内，两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径 A2A4为边界的两个半圆形区域、中，已知 A2A4与 A1A3的夹角为 60。一质量为 m、带电量为q的正电粒子以某一速度从区域的边缘点 A1处沿与 A1A3成 30角的方向射入磁场，随后该粒子以垂直于 A2A4的方向经过圆心 O 进入区域，最后再从 A4处射出磁场。不计粒子重力，则下列说法正确的是（）A.粒子在磁场区域、中做圆周运动的半径1r和2r之比为1:2B.粒子在磁场区域、中做圆周运动的周期1T和2T之比为2:3C.粒子在磁场区域、中运动的时间1t和2t之比为2:3D.磁场区域、中的磁感应强度大小1B和2B之比为2:1【答案】C31 如图所示，ABCA 为一个半圆形的有界匀强磁场，O 为圆心，F、G 分别为半径 OA 和 OC 的中点，D、E 点位于边界圆弧上，且 DFIIEG/BO现有三个相同的带电粒子（不计重力）以相同的速度分别从 B、D、E 三点沿平行 BO 方向射入磁场，其中由 B 点射入磁场粒子 1 恰好从 C 点射出，由 D、E 两点射入的粒子 2 和粒子 3 从磁场某处射出，则下列说法正确的是（）A.粒子 2 从 O 点射出磁场B.粒子 3 从 C 点射出磁场C.粒子 1、2、3 在磁场的运动时间之比为 3：2：2D.粒子 2、3 经磁场偏转角不同【答案】ABC32.如图所示，ab 边界以上，圆形边界以外的区域中存在匀强磁场，磁感应强度为0B，圆形边界以内区域中匀强磁场的磁感应强度为02B，圆形边界半径为R，ab 边界上 c 点距圆形边界圆心 o 的距离为 2R；一束质量为 m、电荷量为 q的负电粒子，在纸面内从 c 点沿垂直边界 ab 方向以不同速率射入磁场。不计粒子之间的相互作用。已知一定速率范围内的粒子可以经过圆形磁场边界，这其中速率为 v 的粒子到达圈周边界前在区域中运动的时间最短。只考虑一次进出、区域，则（）A.可以经过圆形边界的粒子的速率最大值为032qB RmB.可以经过圆形边界的粒子的速率最小值为0qB RmC.速率为 v 的粒子在区域的运动时间为23RvD.速率为 v 的粒子在区域的运动时间为02mB q【答案】ACD33.如图所示，在 PQ 之间有水平向右的匀强电场，在 QM 之间的两个半径为 R的圆形内（不包含边界）存在方向相反的圆形磁场，两个圆形磁场相切且与边界Q 也相切，磁感应强度均为 B，在两个圆形磁场右边并与圆形磁场相切有一个足够大的挡板。在下边圆形磁场的最低点 A 处有一个粒子源可以在平面内向磁场内各个方向发射速率为qBRm，电量为q，质量为 m 的粒子，PQ 之间的距离为2R，电场强度为22qB Rm，不计粒子的重力和粒子间的相互作用力，粒子不发生碰撞，下列说法正确的是（）A.粒子速度减到零时刚好运动到电场左边界 PB.粒子水平向左进入匀强电场C.粒子在下边的圆形磁场中运动的时间均为mqBD.粒子无法都垂直打在挡板上【答案】BC34.如图所示，在PQ之间有水平向右的匀强电场，在QM之间的两个半径为 R 的圆形内（不包含边界）存在方向相反的圆形磁场，两个圆形磁场相切且与边界 Q也相切，磁感应强度均为 B，在两个圆形磁场右边并与圆形磁场相切有一个足够大的挡板。在下边圆形磁场的最低点 A 处有一个粒子源可以在平面内向磁场内各个方向发射速率为qBRm，电量为q，质量为 m 的粒子，PQ之间的距离为2R，电场强度为22qB Rm，不计粒子的重力和粒子间的相互作用力，粒子不发生碰撞，下列说法正确的是（）A.粒子水平向左进入匀强电场B.粒子速度减到零时刚好运动到电场左边界 PC.粒子在下边的圆形磁场中运动的时间均为mqBD.粒子均能垂直打在挡板上【答案】ACD35 如图所示，圆形区域半径为 R，区域内有一垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度的大小为 B，P 为磁场边界上的最低点。大量质量均为 m、电荷量为-q 的带电粒子，以相同的速率从 P 点射入磁场区域，速度方向沿位于纸面内的各个方向。若粒子的轨道半径 r=2R，A、C 为圆形区域水平直径的两个端点，不计粒子重力和空气阻力，则A.粒子射入磁场的速率qBRvmB.粒子在磁场中运动的最长时间3mtqBC.不可能有粒子从 C 点射出磁场D.若粒子射入磁场的速率可以调节，则可能有粒子从 A 点水平射出【答案】BD36 一粒子探测器装置的侧视图如图所示，水平放置、厚度为 d 的薄板的上方有垂直纸面向里、磁感应强度大小为 B 的匀强磁场，下方的磁场方向垂直纸面向外、磁感应强度大小也为 B。一质量为 m、电荷量为 q 的粒子进入该探测器，其运动轨迹如图中曲线所示，粒子的轨迹垂直于磁场方向且垂直穿过薄板。若薄板上方轨迹的半径 r 小于薄板下方轨迹的半径 R，粒子受到的重力与空气阻力均可忽略不计，则下列说法正确的是（）A.粒子带正电，由 O 点沿着轨迹运动至 P 点B.穿过薄板后，粒子的动能为2222q B RmC.穿过薄板导致粒子的动能减小了22222q BRrmD.粒子穿过薄板时，所受到的平均阻力大小为22qBRrmd【答案】C37.地磁场能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，方向垂直该部面，如图所示，O 为地球球心、R 为地球半径，假设地磁场只分布在半径为 R 和 2R 的两边界之间的圆环区域内（边界上有磁场），磷的应强度大小均为 B，方向垂直纸面向外。宇宙射线中含有一种带电粒子，其质量为 m、电荷量为 q，忽略引力和带电粒子间的相互作用，下列说法正确的是（）A.从 A 点沿垂直地面方向射入的该种粒子，速率为qBRm的粒子可达到地面B.从 A 点沿垂直地面方向射入的该种粒子，速率为32qBRm的粒子可达到地面C.从 A 点沿平行地面方向射入的该种粒子，速率为33qBRm的粒子可达到地面D.从 A 点沿平行地面方向射入的该种粒子，速率为3qBRm的粒子可达到地面【答案】C38如图所示，半径为30cmR 的圆桶侧壁上有一细缝，圆桶内存在垂直纸面向里的匀强磁场，带负电粒子以03m/sv 的速度从细缝处对着圆心射入圆桶，粒子与圆桶发生两次碰撞又从细缝中射出，碰擅前后速度大小不变，方向相反，粒子的比荷为3C/kg9qm，不计粒子的重力，则以下说法正确的是（）A.粒子在磁场中运动的半径为15 3cmB.磁感应强度大小为30TC.粒子在圆桶中的运动时间为3s10D.粒子从射入磁场到第一次碰撞前速度变化量大小为3 3m/s【答案】BC39.如图所示是筛选纳米粒子大小的一种装置。待选粒子为球形，密度都相同，带正电且电荷量与其表面积成正比。待选粒子从1O进入小孔时可认为速度为零，加速电场区域的板间电压为1U，粒子通过小孔2O射入正交的匀强电场和匀强磁场区域，区域的 a、b 板间电压为2U，区域的出口小孔3O与1O、2O在同一竖直线上，若半径为0r、质量为0m、电荷量为0q的纳米粒子刚好能沿该直线通过装置，不计纳米粒子重力，则（）A.区域的电场的场强大小与磁场的磁感应强度大小比值为0102q UmB.半径大于0r的纳米粒子进入区域时将向 a 极板偏转C.若要使半径大于0r的纳米粒子进入区域时仍沿直线运动，则需减小 a、b 板间电压D.若 a、b 板间电压为22U时，能沿该直线通过装置的纳米粒子半径为 40r【答案】AC40 如图所示为一种质谱仪的示意图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成。若静电分析器通道中心线的半径为 R，通道内均匀辐射电场，在中心线处的电场强度大小为 E，磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为 B、方向垂直于纸面向外。一质量为 m、电荷量为 q 的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器，由 P 点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的 Q 点。不计粒子重力。下列说法不正确的是（）A.粒子一定带正电B.加速电场的电压 U=12ERC.直径 PQ=2qmERBD.若一群离子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，则该群离子具有相同的比荷【答案】C41 如图所示，在以 O 为圆心、R 为半径的圆形区域内存在着磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，AC、DE 是相互垂直的两条直径。范围足够大的荧光屏 GF 与圆相切于 E 点，一粒子源放置在 A 点，同时在 AD、AE 之间（包含 AD、AE）各个方向均匀发射 N 个速率相同的同种带电粒子，粒子的质量为 m、电荷量为 q，所有粒子经磁场偏转后均可垂直打在荧光屏上，并立刻被荧光屏吸收。不考虑粒子所受重力及粒子间的相互作用，下列说法正确的是（）A.粒子在磁场中做圆周运动的半径为 RB.带电粒子的速度大小为2qBRmC.粒子打在荧光屏上区域的长度为2RD.粒子在磁场中运动的最短时间为4mqB【答案】ACD42 如图所式，矩形 MNPQ 区域内有方向垂直于纸面的匀强磁场，有 5 个带电粒子从图中箭头所示位置垂直于磁场边界进入磁场，在纸面内做匀速圆周运动，运动轨迹为相应的圆弧，这些粒子的质量，电荷量以及速度大小如下表所示粒子编号质量电荷量（q0）速度大小1m-2qv22m-2q2v33m3q3v42m-2q3v52mqv由以上信息可知，从图中 abc 处进入的粒子对应表中的编号分别为（）A.3，5，4B.4，2，5C.5，3，2D.2，4，5【答案】D43 如图所示，在半径为 R 的半圆形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，CD为圆的直径，O 为圆心，某时刻从最高点 S 向纸面 180角范围内各个方向均匀发射粒子，速度大小均为 v。已知粒子质量为 m，电荷量为 q，磁感应强度85mvBqR，不计粒子间的相互作用，下列说法正确的是（）A.在直径CD上有粒子射出的长度为 RB.有53180的粒子可以从直径CD上射出C.有一半的粒子可以从半圆弧上射出D.经过53144Rv时间，直径CD上开始有粒子射出【答案】ABD44.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30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53mqBB.若粒子恰好从圆弧边界离开磁场，则粒子的速度大小为qBRmC.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33qBRmD.选择合适的速度，粒子可能从 M 点离开磁场【答案】AC45.如图所示，有一圆形区域匀强磁场，半径为 R，方向垂直纸面向外，磁感应强度大小1B，在其右侧有一与其右端相切的正方形磁场区域，正方形磁场的边长足够长，方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为2B。有一簇质量为 m，电荷量为q的粒子，以相同的速度10qRBvm沿图示方向平行射入磁场，不计粒子的重力及粒子之间的相互作用，则粒子在正方形磁场区域中可能经过的面积为（）A.22122312BSRBB.2212212BSRBC.221221BSRBD.2212214BSRB【答案】C46.如图，矩形 abcd 的长 ad0.6m，宽 ab0.3m，o、e 分别是 ad、bc 的中点，以 o、e 为圆心有两个半径均为 R0.3m 的四分之一圆弧，区域 obedo 内有方向垂直纸面向里的匀强磁场(边界上无磁场)，磁感应强度 B0.25T。一群不计重力、质量 m3109kg、电荷量 q2105C 的带正电粒子垂直于 ad 边以 v5102m/s 的速度射入磁场区域。下列判断正确的是（）A.所有粒子射出磁场时的速度方向都平行B.所有粒子在磁场中运动的时间都相等C.从 od 边射入的粒子，出射点都在 e 点D.从 ao 边射入的粒子，出射点都在 b 点【答案】D47 如图所示，ab 边界以上，圆形边界以外的区域中存在匀强磁场，磁感应强度为 B0，圆形边界以内区域中匀强磁场的磁感应强度为 2B0，圆形边界半径为R，ab 边界上 c 点距圆形边界圆心 O 的距离为 2R；一束质量为 m、电荷量为 q的负电粒子，在纸面内从 c 点沿垂直边界 ab 方向以不同速率射入磁场。不计粒子之间的相互作用。已知一定速率范围内的粒子可以经过圆形磁场边界，这其中速率为 v 的粒子到达圆周边界前在区域中运动的时间最短。只考虑一次进出、区域，则（）A.可以经过圆形边界的粒子的速率最大值为03qB RmB.可以经过圆形边界的粒子的速率最小值为0qB RmC.速率为 v 的粒子在区域的运动时间为23RvD.速率为 v的粒子在区域的运动时间为04mqB【答案】C48 在如图所示的平面内，存在宽为L的匀强磁场区域（足够长、边界上有磁场），匀强磁场的磁感应强度大小为B，左侧边界上有一离子源S，可以向纸面内各方向发射质量为m、带电荷量为0q q、速度大小为qBLm的离子。不计离子受到的重力和空气阻力，下列说法正确的是（）A.离子在磁场中运动的最长时间为2mqBB.离子从右侧边界离开磁场时，在磁场中运动的最短时间为3mqBC.离子从右侧边界离开磁场时，在磁场中运动的最长时间为512mqBD.离子从左侧边界离开磁场时，射入点与射出点间的最大距离为3L【答案】B49.如图所示，边长为 L 的正六边形 abcdef 区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为 B，正六边形中心 O 处有一粒子源，可在纸面内向各个方向发射不同速率带正电的粒子，已知粒子质量均为 m、电荷量均为 q，不计粒子重力和粒子间的相互作用，下列说法正确的是（）A.可能有粒子从 ab 边中点处垂直 ab 边射出B.从 a 点垂直 af 离开正六边形区域的粒子在磁场中的运动时间为3mtqBC.垂直 cf 向上发射的粒子要想离开正六边形区域，速率至少为2 33 qBLvmD.要想离开正六边形区域，粒子的速率至少为32qBLm【答案】BC50 图，空间有垂直于纸面的匀强磁场 B1和 B2，磁感应强度大小均为 0.1T，B2分布在半径 R=2m 的圆形区域内，MN 为过其圆心 O 的竖直线，B1分布在 MN左侧的半圆形区域外。磁场B1中有粒子源S，S与O的距离2 3md，且SOMN。某时刻粒子源 S 沿着纸面一次性向各个方向均匀射出一群相同的带正电粒子，每个粒子的质量62 10kgm、电量21 10Cq 、速率31 10 m/sv ，不计粒子之间的相互作用，则（）A.所有粒子都能进入 B2区域B.粒子在磁场中的轨迹半径均为 2mC.能够进入 B2区域的粒子数与发射的粒子总数之比为12D.离开 B2区域时速度方向与连线 SO 平行的粒子在磁场中运动的时间为43mqB【答案】BCD512021 年中国全超导托卡马克核聚变实验装置创造了新的纪录。为粗略了解等离子体在托卡马克环形真空室内的运动状况，某同学将一小段真空室内的电场和磁场理想化为方向均水平向右的匀强电场和匀强磁场（如图），电场强度大小为E，磁感应强度大小为 B。若某电荷量为 q 的正离子在此电场和磁场中运动，其速度平行于磁场方向的分量大小为 v1，垂直于磁场方向的分量大小为 v2，不计离子重力，则（）A.电场力的瞬时功率为2212qE vvB.该离子受到的洛伦兹力大小为 qv1BC.v2与 v1的比值不断变大D.该离子的加速度大小不变【答案】D52 如图所示，磁感应强度为 B 的匀强磁场方向垂直纸面向里，图中虚线为磁场的边界，其中 bc 段是半径为 R 的四分之一圆弧，ab、dc 的延长线通过圆弧的圆心，Ob 长为 R。一束质量为 m、电荷量为 q（q0）的粒子，在纸面内以不同的速率从 O 点垂直 ab 射入磁场，不计粒子间的相互作用和重力。则从圆弧边界 bc射出的粒子在磁场中飞行的最短时间为（）A.56mqBB.127180mqBC.23mqBD.mqB【答案】C53.如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场分布在正方形abcd区域内，O 点是cd边的中点。一个带正电的粒子仅在磁场力的作用下，从 O 点沿纸面以垂直于cd边的速度射入正方形内，经过时间0t后刚好从 c 点射出磁场。现设法使该带电粒子从 O 点沿纸面以与Od成 30角的方向，以不同的速率射入正方形内，下列说法中正确的是（）A.所有从cd边射出磁场的该带电粒子在磁场中经历的时间都是053tB.若该带电粒子在磁场中经历的时间是023t，则它一定从ad边射出磁场C.若该带电粒子在磁场中经历的时间是054t，则它一定从bc边射出磁场D.若该带电粒子在磁场中经历的时间是001536ttt，则它一定从ab边射出磁场【答案】ACD54 垂直于纸面向里的匀强磁场分布在正方形 abcd 区域内，O 点是 cd 边的中点。一个带正电的粒子仅在磁场力作用下，从 O 点沿纸面以垂直于 cd 边的速度射入正方形内，经过时间0t刚好从 c 点射出磁场。现设法使该带电粒子从 O 点沿纸面以与 Od 成 30角的方向、大小不同的速率射入正