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2024 高考物理二轮复习 80 热点模型
最新高考题模拟题专项训练
模型50 带电粒子在有界磁场中运动模型
最新高考题
1. （2023高考全国乙卷） 如图，一磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直于纸面
（xOy平面）向里，磁场右边界与x轴垂直。一带电粒子由O点沿x正向入射到磁场中，
在磁场另一侧的S点射出，粒子离开磁场后，沿直线运动打在垂直于x轴的接收屏上的P
点；SP = l，S与屏的距离为 ，与x轴的距离为a。如果保持所有条件不变，在磁场区域
再加上电场强度大小为E的匀强电场，该粒子入射后则会沿x轴到达接收屏。该粒子的比
荷为（ ）
A. B.
C. D.=
2. （2023高考全国甲卷）光滑刚性绝缘圆筒内存在着平行于轴的匀强磁场，筒上 P点开有
一个小孔，过P的横截面是以O为圆心的圆，如图所示。一带电粒子从 P点沿PO方向射
入，然后与筒壁发生碰撞。假设粒子每次碰撞前、后瞬间，速度沿圆上碰撞点的切线方向
的分量大小不变，沿法线方向的分量大小不变，方向相反；电荷量不变，重力不计。下列
说法正确的是
A.粒子运动轨迹可能通过圆心，
B. 最少经2次碰撞，粒子就可能从小孔射出
C. 射入小孔时粒子的速度越大，在圆内运动时间越短
D. 每次碰撞后瞬间，粒子速度方向一定平行于碰撞点与圆心O的连线
3. （2023高考湖南卷） 如图，真空中有区域Ⅰ和Ⅱ，区域Ⅰ中存在匀强电场和匀强磁场，
电场方向竖直向下（与纸面平行），磁场方向垂直纸面向里，等腰直角三角形CGF区域
（区域Ⅱ）内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外。图中A、C、O三点在同一直线上，
AO与GF垂直，且与电场和磁场方向均垂直。A点处的粒子源持续将比荷一定但速率不同
的粒子射入区域Ⅰ中，只有沿直线AC运动的粒子才能进入区域Ⅱ。若区域Ⅰ中电场强度
大小为E、磁感应强度大小为B，区域Ⅱ中磁感应强度大小为B，则粒子从CF的中点射
1 2
出，它们在区域Ⅱ中运动的时间为t。若改变电场或磁场强弱，能进入区域Ⅱ中的粒子在
0
区域Ⅱ中运动的时间为t，不计粒子的重力及粒子之间的相互作用，下列说法正确的是（
）A. 若仅将区域Ⅰ中磁感应强度大小变为2B，则t > t
1 0
B. 若仅将区域Ⅰ中电场强度大小变为2E，则t > t
0
C. 若仅将区域Ⅱ中磁感应强度大小变为 ，则
D. 若仅将区域Ⅱ中磁感应强度大小变为 ，则
7. （2023高考选择性考试辽宁卷）如图，水平放置的两平行金属板间存在匀强电场，板长
是板间距离的 倍。金属板外有一圆心为O的圆形区域，其内部存在磁感应强度大小为
B、方向垂直于纸面向外的匀强磁场。质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子沿中线以速度
v 水平向右射入两板间，恰好从下板边缘P点飞出电场，并沿PO方向从图中O'点射入磁
0
场。己知圆形磁场区域半径为 ，不计粒子重力。
（1）求金属板间电势差U；
（2）求粒子射出磁场时与射入磁场时运动方向间的夹角θ；
（3）仅改变圆形磁场区域的位置，使粒子仍从图中O'点射入磁场，且在磁场中的运动时
间最长。定性画出粒子在磁场中的运动轨迹及相应的弦，标出改变后的侧形磁场区域的圆
心M。8. （2022天津学业水平选择性考试）如图所示，M和N为平行金属板，质量为m，电荷
量为q的带电粒子从M由静止开始被两板间的电场加速后，从N上的小孔穿出，以速度v
由C点射入圆形匀强磁场区域，经D点穿出磁场，CD为圆形区域的直径。已知磁场的磁
感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外，粒子速度方向与磁场方向垂直，重力略不计。
（1）判断粒子的电性，并求M、N间的电压U；
（2）求粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径r；
（3）若粒子的轨道半径与磁场区域的直径相等，求粒子在磁场中运动的时间t。
9. （2022高考湖北物理）在如图所示的平面内，分界线SP将宽度为L的矩形区域分成两
部分，一部分充满方向垂直于纸面向外的匀强磁场，另一部分充满方向垂直于纸面向里的
匀强磁场，磁感应强度大小均为B，SP与磁场左右边界垂直。离子源从S处射入速度大小
不同的正离子，离子入射方向与磁场方向垂直且与SP成30°角。已知离子比荷为k，不计
重力。若离子从Р点射出，设出射方向与入射方向的夹角为θ，则离子的入射速度和对应θ
角的可能组合为（ ）A. kBL，0° B. kBL，0°
C. kBL，60° D. 2kBL，60°
10. （2022高考辽宁物理）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
最新模拟题
1.（2024山西部分学校10月联考）如图所示，间距为L的平行板M、N间有水平向右的匀强电场，M板上开有长为L的窗口AC，M板的左侧有垂直纸面向里的匀强磁场，磁场中O
点有一粒子源，OAC为正三角形，从O点沿OC方向射出质量为m、电荷量为q的带正电
的粒子，粒子射出的速度大小为 ，粒子刚好从A点进入匀强电场，粒子在电场中运动t
时间打在N板上，不计粒子的重力，求：
（1）匀强磁场的磁感应强度大小；
（2）匀强电场的电场强度大小。
2. （2024湖南长沙一中质检）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 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
B. 若粒子恰好从圆弧边界离开磁场，则粒子 速的度大小为
C. 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
D. 选择合适的速度，粒子可能从M点离开磁场
3. . (2024湖北武汉部分学校9月调研)如图所示，在xOy平面内第一象限内存在方向垂直纸面向里、磁感应强度大小B=0.5T的有界匀强磁场，磁场右边界满足曲线方程
（其中 ， ，单位：m），M点的坐标为 。从O点沿x轴正方向以
不同速率射出大量质量 ，电荷量 的同种粒子。不计粒子的重力
及相互作用力，已知所有粒子均不从磁场右边界射出。下列说法正确的是（ ）
A. 所有粒子在磁场中运动的时间不同
B. 粒子的最大速率为100m/s
C. 磁场中有粒子出现的区域面积是
D. 某粒子从O点运动到M点的过程中，动量改变量大小为
5. (2023 四川南充三模). 如图，圆形虚线框内有一垂直纸面向里的匀强磁场，
是以不同速率对准圆心入射的正电子或负电子的运动径迹，a、b、d
三个出射点和圆心的连线与竖直方向分别成 角，下列判断正确的是（ ）A. 沿径迹 运动的粒子均为正电子
B. 沿径迹 运动的粒子在磁场中运动时间最短
C. 沿径迹 运动的粒子在磁场中运动时间之比为2∶1
D. 沿径迹 运动的粒子动能之比为3∶1
6. （2023北京朝阳二模）如图所示，空间存在一圆形匀强磁场区域，P、M是磁场边界上
的两个点。氕核（ ）和氦核（ ）分别从P点沿半径方向垂直磁场射入，且都从M
点射出。则氕核与氦核（ ）
A. 射入磁场的速率之比为2:1
B. 在磁场中运动的时间之比为1:1
C. 射入磁场时的动量大小之比为1:1
D. 在磁场中运动的加速度大小之比为2:1
7. （2023湖北高考冲刺模拟）如图所示圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一带电
粒子以某速度由圆周上点A沿与直径AOB成30°角的方向射入磁场，其后从点C射出磁场。
已知COD为圆的直径，∠BOC=60°，E、F分别为圆上的点，粒子重力不计。则下列说法
正确的是（ ）A. 粒子从点C射出时的速度方向的反向延长线一定过O点
B. 若仅改变粒子的入射方向，粒子射出磁场的方向一定垂直于直径AOB
C. 若仅将粒子的入射位置由点A改为点E或点F，则粒子仍从C射出
D. 粒子一定带负电荷
8. (2023云南昆明一中第9次质检)如图所示，空闻有半径为R的圆形匀强磁场，磁感应强
度大小为B，方向垂直于纸面，在距圆心O为 处有一粒子源， 时刻沿纸面内的任
意方向上均匀发射出速度大小相同的大量带电粒子，粒子比荷为k，粒子在磁场中运动的
半径为 ，则（ ）
A. 粒子在圆形磁场区域中运动的最短时问为
B. 粒子在圆形磁场区城中运动的最短时间为
C. 时刻，出磁场与未出磁场的粒子数之比为
D. 时刻，出磁场与未出磁场的粒子数之比为9. （2023浙江台州部分重点高中联考）如图所示，圆形磁场区域内有垂直纸面向外的匀强
磁场，三个带电粒子 A、B、C 先后从 P 点以相同的速度沿 PO 方向射入磁场，分别从
a、b、c 三点射出磁场，三个粒子在磁场中运动的时间分别用 t 、t 、t 表示，三个粒子的
A B C
比荷分别用 k 、k 、k 表示，三个粒子在该磁场中运动的周期分别用 T、T 、T 表示，
A B C A B C
下列说法正确的是（ ）
A. 粒子 B 带正电 B. t ＜t ＜t
A B C
C. k ＜k ＜k D. T＞T ＞T
A B C A B C
