人教版高中物理选修3-1第三章磁场单元测试卷 B卷（解析版）

2020-2021学年高二人教版选修3—1物理单元测试卷
第三章磁场B卷
1.如图，在磁感应强度大小为的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零。如果让P中的电流反向、其他条件不变，则a点处磁感应强度的大小为(
)
A．
B．
C．
D．
2.回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，要增大带电粒子射出时的动能，则下列说法中正确的是(
)
A．增大匀强电场间的加速电压
B．减小磁场的磁感应强度
C．减小狭缝间的距离
D．增大形金属盒的半径
3.如图所示,一段导线弯成半径为、圆心角为的部分扇形形状,置于磁感应强度大小为的匀强磁场中,且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直,线段和的长度均为,流经导线的电流为,方向如图中箭头所示.则导线受到的安培力的方向和大小为(
??
)
A.方向沿纸面向上,大小为
B.方向沿纸面向上,大小为
C.方向沿纸面向下,大小为
D.方向沿纸面向下,大小为
4.世界上多数新建和改建的重离子加速器是回旋加速器。如图所示，回旋加速器的核心部分是两个D形金属盒，
两盒相距很近，分别和高频交流电源相连接，在两盒间的窄缝中形成匀强电场，使带电粒子每次通过窄缝都得到加速，则（
）
A.加速器可以同时加速氢离子和α粒子，且氢离子获得的最大动能较大
B.电场和磁场交替加速带电粒子
C.加速比荷较大的带电粒子所需的交流电源的周期一定较大
D.增大加速电场的电压，其余条件不变，带电粒子在D形盒中运动的总时间变短
5.图中为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示．一带正电的粒子从正方形中心点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是(
)
A．向上
B．向下
C．向左
D．向右
6.如图所示，平面直角坐标系的轴上固定一带负电的点电荷，一带正电的点电荷绕在椭圆轨道上沿逆时针方向运动，椭圆轨道的中心在点，为椭圆轨道与坐标轴的交点。为使绕做圆周运动，某时刻起在此空间加一垂直于平面的匀强磁场，不计受到的重力。下列说法可能正确的是(
)
A.当运动到点时，加一垂直于平面向里的匀强磁场
B.当运动到点时，加一垂直于平面向外的匀强磁场
C.当运动到点时，加一垂直于平面向里的匀强磁场
D.当运动到点时，加一垂直于平面向外的匀强磁场
7.在两平行金属板间，有如图所示的互相正交的匀强电场和匀强磁场。某带正电粒子以速度从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时，恰好能沿直线从左向右匀速通过。所有粒子不计重力，则下列说法正确的是(
)
A.带负电粒子以速度从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时，恰好能沿直线从右向左匀速通过。
B.带电粒子以速度从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时，一定向下偏转
C.带电粒子以速度从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时，一定向下偏转.
D.带电粒子以速度从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时，都能沿直线从左向右匀速通过。
8.如图所示，四根相互平行的固定长直导线，其横截面构成一角度为的菱形，均通有相等的电流，菱形中心为。中电流方向与中的相同，与中的相反，下列说法中正确的是(
)
A.菱彤中心处的磁感应强度不为零
B.菱形中心处的磁感应强度方向沿
C.所受安培力与所受安培力大小不相等
D.所受安培力的方向与所受安培力的方向相同
9.如图所示为一种质谱仪的示意图，该质谱仪由速度选择器、静电分析器和磁分析器组成。若速度选择器中电场强度大小为，磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里，静电分析器通道中心线为圆弧，圆弧的半径为，通道内有均匀辐射的电场，在中心线处的电场强度大小为，磁分析器中有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为、方向垂直于纸面向外。一带电粒子以速度沿直线经过速度选择器后沿中心线通过静电分析器，由点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的点，不计粒子重力。下列说法正确的是(
)
A.速度选择器的极板的电势比极板的低
B.粒子的速度
C.粒子的比荷为
D.两点间的距离为
10.如图所示,等腰直角三角形的直角边的长度均为L,直角三角形内(包括边界)有一垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B。一个粒子源在Q点沿不同方向以不同速度发射质量为m、电荷量为q的带正电粒子,不计粒子的重力及粒子间的相互影响,在磁场中运动时间最长的粒子中,粒子速度的最大值是(
)
A.B.C.D.
11.如图所示，在边长为的等边三角形区域内存在着垂直纸面的匀强磁场(未画出)，磁感应强度大小为，大量质量为带电荷量为的粒子从边中点沿不同的方向垂直于磁场以速率射入该磁场区域，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道半径为
B.所有粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为
C.对于从和边射出的粒子，在磁场中运动的最长时间为
D.对于从和边射出的粒子，在磁场中运动的最短时间为
12.如图所示，场强E的方向竖直向下，磁感应强度的方向垂直于纸面向里，磁感应强度的方向垂直于纸面向外，在S处有四个二价正离子，甲、乙、丙、丁垂直于场强E和磁感应强度的方向射入，若四个离子质量，初速度。则运动到四个位置的正离子分别为(
)
A.甲、乙、丙、丁
B.甲、丁、乙、丙
C.丙、乙、丁、甲
D.甲、乙、丁、丙
13.如图所示，半径为的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面（纸面），磁感应强度大小为,方向垂直于纸面向里，一电荷量为、质量为m的粒子（不计重力）沿平行于直径的方向射入磁场区域.射入点与的距离为，已知粒子射出磁场时与射入磁场时运动方向间的夹角为，则粒子的速率为（不计重力）(
)
A.
B.
C.
D.
14.如图所示,点有一粒子源,在某时刻发射大量质量为、电荷量为的带正电的粒子,它们的速度大小相等、速度方向均在平面内。在直线与之间存在垂直于平面向外的磁感应强度为的匀强磁场,与轴正方向成角发射的粒子恰好垂直于磁场右边界射出。不计粒子的重力和粒子间的相互作用力，关于这些粒子的运动,下列说法正确的是(
)
A.粒子的速度大小为
B.粒子的速度大小为
C.与轴正方向成角射出的粒子在磁场中运动的时间最长
D.与轴正方向成角射出的粒子在磁场中运动的时间最长
15.回旋加速器构造如图所示。两个半圆金属形盒半径为高频交流电源的周期与带电粒子在形盒中的运动周期为，加速电压为。粒子质量为,电荷量为,匀强磁场磁感应强度为。粒子由静止开始加速最终由型盒边缘导出。下列说法正确的是(
)
A.带电粒子获得的最大动能
B.带电粒子获得的最大动能
C.带电粒子在型盒中运动的总时间
D.带电粒子在型盒中运动的总时间
16.如图所示，一个半径为的导电圆环与一个轴向对称的发散磁场处处正交，环上各点的磁感应强度大小相等、方向均与环面轴线方向成角(环面轴线为竖直方向)。若导电圆环上载有如图所示的恒定电流，则下列说法中正确的是(
)
A．导电圆环所受安培力方向竖直向下
B．导电圆环所受安培力方向竖直向上
C．导电圆环所受安培力的大小为
D．导电圆环所受安培力的大小为
17.如图所示为一种质谱仪的示意图，其由加速电场、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，通道内均匀辐射的电场在中心线处的电场强度大小为，磁分析器内有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外。一质量为、电荷量为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，由点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的点。不计粒子重力。下列说法正确的是(
)
A.极板比极板的电势高
B.加速电场的电压
C.直径
D.若一群粒子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，则该群粒子具有相同的比荷
18.如图所示，为两块带等量异种电荷的平行金属板，两板间电压可取从零到某一最大值之间的各种数值．静止的带电粒子带电荷量为，质量为m
（不计重力），从点经电场加速后，从小孔进入板右侧的匀强磁场区域，磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向外，为磁场边界上的一绝缘板，它与板的夹角为，孔到板的下端的距离为，当两板间电压取最大值时，粒子恰垂直打在板上，则(
)
A．两板间电压的最大值
B．板上可能被粒子打中区域的长度
C．粒子在磁场中运动的最长时间
D．能打到板上的粒子的最大动能为?
19.质谱仪是用来分析同位素的装置，如图为质谱仪的示意图，其由竖直放置的速度选择器、偏转磁场构成。由三种不同粒子组成的粒子束以某速度沿竖直向下的方向射入速度选择器，该粒子束沿直线穿过底板上的小孔进入偏转磁场，最终三种粒子分别打在底板上的三点，已知底板上下两侧的匀强磁场方向均垂直纸面向外，且磁感应强度的大小分别为，速度选择器中匀强电场的电场强度的大小为，不计粒子的重力以及它们之间的相互作用，则(
)
A．速度选择器中的电场方向向右，且三种粒子均带正电
B．三种粒子的速度大小均为
C．如果三种粒子的电荷量相等，则打在点的粒子质量最大
D．如果三种粒子电荷量均为，且的间距为，则打在两点的粒子质量差为
20.如图,以为直径的半圆内有垂直纸面向外的磁感应强度大小为B的匀强磁场,半径与半径夹角为60°。一对正、负电子从P点沿方向射入磁场中,一个从A点离开磁场,另一个从B点离开磁场。已知电子的质量为m、电荷量为e,电子重力及电子间的相互作用力均不计,则(
)
A.从A点射出磁场的是正电子
B.正电子运动的速率为
C.正、负电子在磁场中运动的时间之比为2:1
D.正、负电子在磁场中运动的向心加速度大小之比为3:1
21.如图所示，电视机的显像管中电子朿的偏转是用磁偏转技术实现的。电子束经过加速电场后，进人一圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直于圆面。不加磁场时，电子束将通过磁场中心O点打到屏幕的中心M，加磁场后电子束偏转到P点上侧。现要使电子束偏转到P点，可行的办法是(
)
A.增大加速电压
B.增大偏转磁场的磁感应强度
C.将圆形磁场区域向屏幕靠近些
D.将圆形磁场的半径增大些
22.如图,在竖直平面内,一半径为R的光滑圆弧轨道ABC和水平轨道PA在A点相切,BC为圆弧轨道的直径,O为圆心,OA和OB之间的夹角为α,,一质量为m的小球沿水平轨道向右运动,经A点沿圆弧轨道通过C点,落至水平轨道;在整个过程中,除受到重力及轨道作用力外,小球还一直受到一水平恒力的作用,已知小球在C点所受合力的方向指向圆心,且此时小球对轨道的压力恰好为零。重力加速度大小为g。求:
（1）水平恒力的大小和小球到达C点时速度的大小;
（2）小球到达A点时动量的大小;
（3）小球从C点落至水平轨道所用的时间.
23.回旋加速器的工作原理如甲所示，置于真空中的D形金属盒半径为R，两盒间狭缝的间距为d，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，被加速粒子的质量为m，电荷量为，加在狭缝间的交变电压如乙所示，电压值的大小为。周期。一束该粒子在?时间内从A处均匀地飘入狭缝，其初速度视为零。现考虑粒子在狭缝中的运动时间，假设能够出射的粒子每次经过狭缝均做加速运动，不考虑粒子间的相互作用。求：
（1）出射粒子的动能；
（2）粒子从飘入狭缝至动能达到所需的总时间；
（3）要使飘入狭缝的粒子中有超过99%能射出，d应满足的条件.
24.如图甲所示,竖直面的左侧空间中存在竖直向上的匀强电场(上、下及左侧无边界)。一个质量为m、电荷量为q、可视为质点的带正电小球,以水平初速度沿向右做直线运动。若小球刚经过点时,在电场所在空间叠加如图乙所示随时间周期性变化、垂直纸面向里的匀强磁场,使得小球再次通过点时与连线成角。已知间的距离为小于小球在磁场中做圆周运动的周期,忽略磁场变化造成的影响,重力加速度为g,求
(1)电场强度的大小
(2)与的比值
(3)小球过点后将做周期性运动,则当小球运动的周期最大时,求出此时的磁感应强度的大小及运动的最大周期
25.—台质谱仪的工作原理如图所示.大量的甲、乙两种离子飘入电压为的加速电场，其初速度几乎为0,经过加速后，通过宽为L的狭缝沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相底片上.已知甲、乙两种离子的电荷量均为+q,质量分别为2m和m，图中虚线为经过狭缝左、右边界M、N的甲种离子的运动轨迹.不考虑离子间的相互作用.
（1）.求甲种离子打在底片上的位置到N点的最小距离x;
（2）.在图中用斜线标出磁场中甲种离子经过的区域，并求该区域最窄处的宽度d;
（3）.若考虑加速电压有波动，在到之间变化，要使甲、乙两种离子在底片上没有重叠，求狭缝宽度L满足的条件.
26.芯片的基础工作在于半导体的工艺。如图所示,在半导体离子注入工艺中,初速度可忽略的磷离子和,经电压为U的电场加速后,垂直进入方向垂直纸面向里、宽度为D的匀强磁场区域,其中离子在磁场中转过后从磁场右边界射出。已知和的质量均为m,而电量分别为e和(e表示元电荷)。
(1)求匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(2)求在磁场中转过的角度φ。
参考答案
1.答案：C
解析：当P或Q中电流方向均垂直纸面向里时，由于aP=PQ=Aq=l,则P和Q在a点产生的磁场强度大小相同，方向如图所示：
其合场强度为，由几何关系知，因a点场强为0，则和等大反向，有，方向水平向左。
当P中电流反向时，产生的场强如图所示，其合场强度为，由几何关系知，方向竖直向上。则合场强度大小，故选C。
2.答案：D
解析：回旋加速器工作时,带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,由,得；
带电粒子射出时的动能，知动能与加速的电压无关，狭缝间的距离无关，与磁感应强度大小和D形盒的半径有关，增大磁感应强度和D形盒的半径，可以增加粒子的动能，故D正确，ABC错误。
故选：D
3.答案：A
解析：导线的等效长度为,电流方向等效为水平向右,由左手定则可知安培力方向沿纸面向上,大小为,故A正确.
4.答案：D
解析：根据粒子运动的周期可知，比荷不同的粒子，运动周期不同，需要的交流电源频率不同，所以回旋加速器不能同时加速氢离子和α粒子，选项A错误;带电粒子在磁场中运动时只受洛伦兹力，洛伦兹力不做功，所以磁场不可能加速带电粒子，
选项B错误;根据粒子在磁场中运动的周期,可知粒子比荷越大,运动周期越小，则加速比荷较大的带电粒子所需的交流
电源的周期较小，C错误;带电粒子在电场中加速获得的最大动能，加速电压越大，粒子加速的次数就越少，在D形盒中运
动的时间越短，选项D正确。
5.答案：B
解析：带电粒子在磁场中受洛伦兹力，磁场为4根长直导线在O点产生的合磁场，根据右手定则，a在O点产生的磁场方向为水平向左，b在O点产生磁场方向为竖直向上，c在O点产生的磁场方向为水平向左，d在O点产生的磁场方向竖直向下，所以合场方向水平向左。根据左手定则，带正电粒子在合磁场中洛伦兹力方向向下。故选B。
6.答案：C
解析：电荷在洛伦兹力作用下做圆周运动，速度方向与受力方向垂直，所以只能在位置，如果加垂直纸面向里的磁场，洛伦兹力与库仑力方向相同，合力变大，向心力变大，对应速度大的地方变轨，所以在点施加磁场；如果加垂直纸面向外的磁场，洛伦兹力与电场力方向相反，合力变小，向心力变小，则在速度小的地方变轨，在位置施加磁场，ABD错误，C正确。
7.答案：D
解析：AD、由题意正电粒子能从左向右匀速通过，竖直向上的洛伦兹力与竖直向下的电场力相平衡；若负电粒子从左向右通过时，竖直向下的洛伦兹力也能与竖直向上的电场力相平衡，但从右向左就不能匀速通过了，故A错误，D正确；
B.带电粒子以速度，则洛伦兹力减小，电场力不变，二力不再平衡，若为正粒子，则向下偏转，若为负粒子，则向上偏转，故B错误；
C.带电粒子以速度，则洛伦兹力增加，电场力不变，二力不再平衡，若为正粒子，则向上偏转，若为负粒子，则向下偏转，故C错误；
故选：D。
8.答案：A
解析：AB、根据安培定则可以判断,和直线电流在处的磁场方向沿方向,和直线电流在处的磁场方向为方向,所以棱形中心处的合磁场的磁感应强度不为零,方向应该在和之间，故A正确，B错误；
CD、和都受到和的电流所产生的磁场的安培力作用,且因为这四个直线电流的截面组成一个棱形,所以和受到和的作用力大小相等的,同时也由于和之间的相互作用力也是大小相等的,故所受安培力与所受安培力的大小相等，方向不同，故CD错误。
故选：A。
9.答案：C
解析：A.由图可知，粒子在磁分析器内向左偏转，进入磁场时受到的洛伦兹力方向向左，由左手定则可知，该粒子带正电；
粒子在速度选择器内向右运动,根据左手定则可知,粒子受到的洛伦兹力的方向向上;由于粒子匀速穿过速度选择器,所以粒子受到的电场力得方向向下,则电场的方向向下,的电势板比极板的高。故A错误。
B.粒子在速度选择器内受力平衡,则：,可得：.故B错误；
C.粒子在静电分析器内受到的电场力提供向心力,则：
联立可得粒子的比荷：.故C正确；
D.粒子在磁分析器内做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力,则：
P、Q之间的距离为,联立可得：.故C正确，D错误
故选：C。
10.答案：C
解析：粒子源发射出的粒.子在磁场中做勾速圆周运动的周期相同，要在磁场中运动时间最长，则粒子在磁场中的运动轨迹对应的圆心角应为最大，由题意可知，圆心角最大为，当粒子沿方向射入，轨迹与相切时，在磁场中运动时间最长的粒子中，粒子的速度最大。由几何关系可知，此时粒子做圆周运动的半径为L,由可得，速度的最大值，只有选项C正确。
11.答案：C
解析：A、所有粒子的初速度大小相等，它们在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径：相同，故A错误；
B、粒子做圆周运动的周期：相同，故B错误；
C、当粒子运动轨迹对应的弦最长时，圆心角最大，粒子运动时间最长，当粒子运动轨迹对应的弦长最短时，对应的圆心角最小，粒子运动时间最短，
对于从AB和AC边射出的粒子在磁场中的运动，可知最长的弦为：，恰好等于轨道半径，对应的圆心角为，因此最长运动时间：，故C正确；
D、过O点作AC边的垂线，垂足为D，可知：为最短的弦，由几何知识可知，对应的圆心角略小于，因此粒子最短运动时间略小于，故D错误；
故选：C。
12.答案：B
解析：四个离子中有两个离子通过速度选择器（电场与磁场组成的复合场），而只有速度满足，才能通过速度选择器，所以通过速度选择器进入磁场的离子是乙和丙。根据，得，乙的质量小于丙的质量，所以乙在磁场中做圆周运动的半径小于丙在磁场中做圓周运动的半径，可知乙打在点，丙打在点，甲的速度小于乙的速度，即小于，洛伦兹力小于电场力，离子向上偏转，打在点。故B正确，ACD错误。
13.答案：B
解析：如图所示，粒子做圆周
运动的圆心必在过入射点垂
直于入射速度方
向的直线
上，由于粒子射
入、射出磁场时运动方向间的夹角为60°，故圆弧对应圆心角为60°，所以为等边三角
形,由于,所以,为等边三角形，所以可得到粒子做圆周运动的半径,,由得，B正确。
14.答案：AC
解析：画出粒子的运动轨迹，由几何图形可知轨迹的半径为，由，解得粒子的速度大小为，A对，B错；在磁场中的运动时间由圆心角决定，所以与轴正方向成角射出的粒子在磁场中运动的时间最长，所以C对，D错；故选AC。
15.答案：ABD
解析：根据得,粒子离开回旋加速器的最大速度,则最大动能.
粒子离开回旋加速器的速度则动能.
粒子加速的次数,则粒子在D形盒中的总时间
16.答案：BD
解析：
AB、把磁感应强度分解为水平分量与竖直分量，竖直方向的磁场对环形电流的安培力为零，由左手定则可知，水平方向的磁场对电流的安培力竖直向上，即导电圆环所受安培力竖直向上，
CD、把磁感应强度分解为水平分量与竖直分量,竖直方向的磁场对环形电流的安培力为零,那么水平磁场对电流的安培力
17.答案：AD
解析：试题带电粒子要打到胶片上，根据磁场方向和左手定则可知带电粒子需带正电，在加速电场能够得到加速，则极板比极板电势高，A对；在静电分析器中带电粒子做匀速圆周运动，电场力提供向心力，即，再根据可知，B错；带电粒子垂直进入磁分析器，直径，C错；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，即半径相同，根据和可知，，即只与带电粒子的比荷有关。
18.答案：ACD
解析：粒子运动轨迹如图所示，当M、N两板间电压取最大值时，粒子恰垂直打在CD板上，由几何知识得,粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得，在加速电场中，由动能定理得,解得,故A正确;设粒子运动轨迹与CD相切于H点，此时粒+轨迹半径为，粒子速度最大时，垂直打在CD边上的G点，则GH即为粒子打中区域的长度s，根据几何关系有，解得，根据几何关系可得粒子打中区域的长度，故B错误；粒子在磁场中运动的周期为，粒子在磁场中运动的最大圆心角为180°，所以粒子在磁
场中运动的最长时间为，故C正确；当粒子在磁场中的运动轨迹与CD边相切时，即粒子运动的轨迹半径时，打到N板上的粒子的动能最大，最大动能,根据洛伦兹力提供向心力可得，解得,
故D正确。
19.答案：AD
解析：A.
根据粒子在磁场中的偏转方向，由左手定则知三种粒子均带正电，在速度选择器中，粒子所受的洛伦兹力向左，电场力向右，知电场方向向右，故A正确；
B.
三种粒子在速度选择器中做匀速直线运动,受力平衡,有,得，故B错误；
C.
粒子在磁场区域中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,有得：
三种粒子的电荷量相等,半径与质量成正比,故打在点的粒子质量最大，故C正确；
D.
打在间距
解得：，故D正确；
故选：ACD。
20.答案：BD
解析：根据左手定则判断知从A点射出磁场的是负电子,选项A错误;圆弧所对的圆心角,则正电子运动轨迹的半径,由得正电子运动的速率,选项B正确;同理,负电子运动轨迹的半径,轨迹所对的圆心角,正、负电子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期均为,由得,正、负电子在磁场中运动的时间之比为,选项C错误;由得,正、负电子在磁场中运动的向心加速度大小之比为,选项D正确。
21.答案：AC
解析：增大加速电压，可增大电子进入磁场的速度,使电子在磁场中运动的轨迹半径增大，可使电子束偏转到P点，选项A可行。增大偏转磁场的磁感应强度，电子在磁场中运动的轨迹半径减小，电子束偏转到P点上侧更远处.选项B不可行。将圆形磁场区域向屏幕靠近些，可使电子束偏转到P点，选项C可行。
将圆形磁场的半径增大些，电子束偏转到P点上侧远处，选项D不可行。
22.答案：（1）;;（2）;（3）
解析：（1）设水平恒力的大小为,小球到达C点时所受合力的大小为F.由力的合成法则有
①
②
设小球到达C点时的速度大小为v,由牛顿第二定律得
③
由①②③式和题给数据得
④
⑤
（2）设小球到达A点的速度大小为,作,交PA于D点,由几何关系得
⑥
⑦
由动能定理有⑧
由④⑤⑥⑦⑧式和题给数据得,小球在A点的动量大小为.⑨
（3）小球离开C点后在竖直方向上做初速度不为零的匀加速运动,加速度大小为g.设小球在竖直方向的初速度为,从C点落至水平轨道上所用时间为t.由运动学公式有
⑩
?
由⑤⑦⑩?式和题给数据得.?
23.答案：（1）；（2）；（3）
解析：(1)粒子运动半径为R时
且?,
解得.
(2)粒子被加速n次达到动能,则,
粒子在狭缝间做匀加速运动,设n次经过狭缝的总时间为,
加速度
粒子做匀加速直线运动,
由,解得。
(3)只有在时间内飘入的粒子才能每次均被加速
则所占的比例为?
由,解得。
24.答案：(1)由平衡条件,有
解得
(2)小球能再次通过点,其运动轨迹如图1所示,设半径为r,有
由几何关系得
设小球做圆周运动的周期为,则
由以上四式得
(3)当小球运动的周期最大时,其运动轨迹应与相切,小球运动一个周期的轨迹如图2所示
由几何关系得
由牛顿第二定律得
得小球在一个周期内运动的路程
可得
解析：
25.答案：（1）；
（2）；（3）
解析：（1）设甲种离子在磁场中的运动半径为,在电场中加速时且,解得,根据几何关系,解得.
（2）（如图所示）最窄处位于过两虚线交点的垂线上，，解得
（3）设乙种离子在磁场中的运动半径为,的最小半径，的最大半径，由题意知，解得.
26.答案：(1)
(2)60°
解析：(1)对离子在电场中的加速运动,由动能定理有①
在磁场中,洛伦兹力提供向心力②
由几何关系可得③
因此,匀强磁场的磁感应强度大小为
(2)对离子在电场中的加速运动,由动能定理有④
在磁场中,洛伦兹力提供向心力⑤
由几何关系可得⑥
因此,在磁场中转过的角度