带电粒子在匀强磁场中的圆周运动综合题 抢先练 2025年高考物理复习备考模拟预测

中小学教育资源及组卷应用平台 带电粒子在匀强磁场中的圆周运动综合题 抢先练 2025年高考物理复习备考模拟预测 1．利用如图所示的装置可以测出电子的比荷和初速度大小，该装置可筒化为：半径R=m的圆筒处于磁感应强度大小B=2×10-9T的匀强磁场中，磁场方向与筒的中心轴O平行，过某一直径的两端分别开有小孔a、b。电子以某一速度从小孔a沿着ab方向射入筒内，与此同时，筒绕其中心轴以角速度=3.6×102rad/s顺时针转动。当筒转过60°时，该粒子恰好从小孔b飞出圆筒被接收器收到。不计重力。若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞，求： （1）电子的比荷； （2）电子的初速度大小（结果保留两位有效数字）。 2．某离子实验装置的基本原理如图所示，截面半径为R的圆柱腔分为两个工作区，Ⅰ区长度为4R，内有沿y轴正向的匀强电场，Ⅱ区内既有沿z轴负向的匀强磁场，又有沿z轴正向的匀强电场，电场强度与Ⅰ区电场等大，现有一正离子从左侧截面的最低点A处，以初速度v0沿z轴正向进入Ⅰ区，经过两个区域分界面上的B点进入Ⅱ区，在以后的运动过程中恰好未从圆柱腔的侧面飞出，最终从右侧截面上的C点飞出，B点和C点均为所在截面处竖直半径的中点（如图中所示），已知离子质量为m，电荷量为q，不计重力，求： （1）离子到达B点时速度的大小； （2）Ⅱ区中磁感应强度BⅡ的大小； （3）Ⅱ区的长度L的大小。 3．一种圆柱形粒子探测装置的横截面如图所示，内圆区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，外圆是探测器，AB和PM分别为内圆的两条相互垂直的直径，两个粒子先后从P点沿径向射入磁场。粒子1经磁场偏转后打在探测器上的Q点，粒子2经磁场偏转后从磁场边界C点离开，最后打在探测器上的N点，PC圆弧恰好为内圆周长的三分之一，粒子2在磁场中运动的时间为t。装置内部为真空状态，忽略粒子所受重力及粒子间相互作用力。求 （1）粒子1的在P点受力方向和电性； （2）若两粒子的入射速率相等，比较粒子1与粒子2的比荷大小； （3）改变粒子2入射方向，连率变为原来的，则粒子2在磁场中运动的最长时间为多少？ 4．如图所示，在平面直角坐标系xOy中的有一个等腰直角三角形硬质细杆框架FGH，框架竖直放在粗糙的水平面上，其中FG与地面接触。空间存在着垂直于框架平面的匀强磁场，磁感应强度为B，FG的长度为，在框架中垂线OH上S（0，L）处有一体积可忽略的粒子发射装置，在该平面内向各个方向发射速度大小相等带正电大量的同种粒子，射到框架上的粒子立即被框架吸收。粒子的质量为m，电荷量为q，不计粒子间的相互作用以及粒子的重力。 （1）试问速率在什么范围内所有粒子均不可能打到框架上？ （2）如果粒子的发射速率为，求出框架上能被粒子打中的长度； （3）如果粒子的发射速率仍为，某时刻同时从S点发出粒子，求从第一个粒子到达底边FG至最后一个到达底边的时间间隔。 5．如图所示，质量m=15g、长度L=2m的木板D静置于水平地面上，木板D与地面间的动摩擦因数μ=0.1，地面右端的固定挡板C与木板D等高．在挡板C右侧竖直虚线PQ、MN之间的区域内存在方向竖直向上的匀强电场，在两个半径分别为R1=1m和R2=3m的半圆围成的环带状区域内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，两半圆的圆心O到固定挡板C顶点的距离OC=2m，现有一质量m=15g、带电荷量q=+6×10－3C的物块A(可视为质点)以v0=4m/s的初速度滑上木板D，二者之间的动摩擦因数μ2=0.3，当物块A运动到木板D右端时二者刚好共速，且木板D刚好与挡板C碰撞，物块A从挡扳C上方飞入PQNM区域，并能够在磁场区域内做匀速圆周运动，重力加速度g取10m/s2． (1)当物块A刚滑上木板D时，求物块A和木板D的加速度大小. (2)求电场强度的大小. (3)为保证小物块A只能从环带状区域的上、下两个开口端飞出，求磁感应强度大小的取值范围． 6．人们通 ... ...