高中物理帶電粒子在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（答題時(shí)間：30分鐘）1.如圖所示，正方形區(qū)域abcd中充滿勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里.一個(gè)氫核從ad邊的中點(diǎn)m沿著既垂直于ad邊又垂直于磁場(chǎng)的方向，以一定速度射入磁場(chǎng)，正好從ab邊中點(diǎn)n射出磁場(chǎng).若將磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼?倍，其他條件不變，則這個(gè)氫核射出磁場(chǎng)的位置是（）A.在b點(diǎn) B.在n、a之間某點(diǎn) C.在a點(diǎn) D.在a、m之間某點(diǎn)2.如圖所示圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，三個(gè)質(zhì)量和帶電荷量都相同的帶電粒子a、b、c，以不同的速率沿著AO方向?qū)?zhǔn)圓心O射入磁場(chǎng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。若帶電粒子只受磁場(chǎng)力的作用，則下列說法正確的是（）A.a粒子速率最大B.c粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng)C.c粒子速率最大3.如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)分布在平面直角坐標(biāo)系的整個(gè)第I象限內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.方向垂直于紙面向里。一質(zhì)量為m、帶電荷量絕對(duì)值為、不計(jì)重力的粒子，以某速度從O點(diǎn)沿著與y軸夾角為30°的方向進(jìn)入磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)，粒子速度方向沿軸正方向。下列判斷正確的是（）A.粒子帶正電B.運(yùn)動(dòng)過程中，粒子的速度不變D.離開第I象限時(shí)，粒子的速度方向與軸正方向的夾角為30°4.在x軸上方有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，同一種帶電粒子從O點(diǎn)射入磁場(chǎng)。當(dāng)入射方向與x軸正方向的夾角α＝45°時(shí)，速度為v1、v2的兩個(gè)粒子分別從a、b兩點(diǎn)射出磁場(chǎng)，如圖所示，當(dāng)α＝60°時(shí)，為了使速度為v3的粒子從a、b的中點(diǎn)c射出磁場(chǎng)，則速度v3應(yīng)為（）A.（v1＋v2） B.（v1＋v2）C.（v1＋v2） D.（v1＋v2）5.如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界為直角三角形abc，今有質(zhì)量為m、帶電荷量為q的一束微觀粒子以不同的速度v沿ca方向從c點(diǎn)射入磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，不計(jì)粒子的重力，下列說法中正確的是（）A.粒子帶負(fù)電B.從ab邊射出的粒子一定比從bc邊射出的粒子速度小C.從bc邊射出的所有粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等D.只要速度合適，粒子可以到達(dá)b點(diǎn)6.如圖所示為某圓柱形區(qū)域的橫截面，在沒有磁場(chǎng)的情況下，帶電粒子（不計(jì)重力）以某一初速度沿截面直徑方向射入，穿過此區(qū)域的時(shí)間為t，在該區(qū)域加沿軸線垂直紙面向外方向的勻磁強(qiáng)場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，帶電粒子仍以同一初速度沿截面直徑方向入射并沿某一直徑方向飛出此區(qū)域時(shí)，速度方向偏轉(zhuǎn)角為60°。根據(jù)上述條件可求下列哪幾個(gè)物理量（）①帶電粒子的比荷②帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期③帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑④帶電粒子的初速度A.①② B.①③ C.②③ D.③④（1）求粒子進(jìn)入下方磁場(chǎng)后第一次打在絕緣板上的位置。（2）若在絕緣板上的合適位置開一小孔，粒子穿過后能再次回到出發(fā)點(diǎn)。寫出在板上開這一小孔可能的位置坐標(biāo)（不需要寫出過程）。（3）在滿足（2）的情況下，求粒子從出射到再次返回出發(fā)點(diǎn)的時(shí)間。（1）若粒子從點(diǎn)Ql直接通過點(diǎn)Q2，求粒子初速度大小。（2）若粒子從點(diǎn)Ql直接通過點(diǎn)O，求粒子第一次經(jīng)過x軸的交點(diǎn)坐標(biāo)。（3）若粒子與擋板碰撞兩次并能回到P點(diǎn)，求粒子初速度大小及擋板的最小長(zhǎng)度。

D.粒子沿著與y軸夾角為30°的方向進(jìn)入磁場(chǎng)，由幾何的對(duì)稱性可知，離開磁場(chǎng)時(shí)其方向與x軸夾角為60°，故D錯(cuò)誤。故選C.5.C解析：粒子沿ca方向從c點(diǎn)射入磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，粒子帶正電，A錯(cuò)誤；從ab邊射出的粒子半徑比從bc邊射出的粒子半徑大，速度大，B錯(cuò)誤；根據(jù)軌跡的對(duì)稱性知，從bc邊射出的粒子運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角相同，運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，所以C正確；軌跡能經(jīng)過b點(diǎn)的，從ab邊已經(jīng)射出，D錯(cuò)誤。（2）由題意畫出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖乙所示，設(shè)其與x軸交點(diǎn)為M，橫坐標(biāo)為xM，由幾何關(guān)系知為保證粒子最終能回到P點(diǎn)，粒子每次射出磁場(chǎng)時(shí)速度方向與PQ2連線平行，與擋