科学思维专题强化训练一 带电粒子在匀强磁场中的运动-【高考领航】2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第二册同步测试卷（人教版）

专题强化训练 科学思维专题强化训练一　带电粒子在匀强磁场中的运动 (时间：90分钟　分值：100分) 题　号 一 二 三 总　分 分　数 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的． 1．如图所示，虚线圆所围区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，圆形磁场区域半径为r，一电子沿圆形区域的直径方向以某一速度射入磁场，电子经过磁场区域后，其出射方向与入射方向成60°角．设电子质量为m，电荷量为e，不计电子之间相互作用及所受的重力．则电子射入磁场的速度v和电子在磁场中运动的时间t是(　　 ) A．v＝　　t＝ B．v＝　t＝ C．v＝　t＝ D．v＝　t＝ 2．(2020·山东泰安高二月考)如图所示，半径分别为R、2R的两个同心圆，圆心为O，大圆和小圆之间区域有垂直于纸面向外的匀强磁场，其余区域无磁场．一重力不计的带正电粒子从大圆边缘的P点沿PO方向以速度v1射入磁场，其运动轨迹所对的圆心角为120°.若将该带电粒子从P点射入的速度大小变为v2，不论其入射方向如何，都不可能射入小圆内部区域，则最大为(　　 ) A. B． C. D． 3．(2020·江苏省如皋中学高二月考)如图所示，等腰直角三角形OPQ，直角边OP、OQ长度均为L，直角三角形平面内(包括边界)有一垂直平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在PQ边下方放置一带电粒子发射装置，它由P向Q缓慢移动的同时沿垂直PQ边发射出速率都是v的相同正粒子，已知带电粒子的比荷为，粒子的重力、粒子之间的相互作用力不计．则粒子在磁场中运动的最长时间为(　　 ) ＝ A. B． C. D． 4．如图所示，边长为L的正六边形abcdef区域内有垂直于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(q＞0)的粒子从a点沿ae方向射入磁场区域，从d点离开磁场，不计重力，粒子(　　 ) A．圆周运动的半径为L B．在磁场中的速率为 C．圆周运动的圆心角是 D．在磁场中的运动时间为 5．如图所示，在x＞0、y＞0的空间中有恒定的匀强磁场，磁感应强度的大小为B，方向垂直于xOy平面向里．现有一质量为m、电量为q的带正电粒子，从x轴上的某点P沿着与x轴成30°角的方向射入磁场．不计重力影响，则可以确定的物理量是(　　 ) A．粒子在磁场中运动的时间 B．粒子运动的半径 C．粒子从射入到射出的速度偏转角 D．粒子做圆周运动的周期 6．(2020·通辽市第一中学模拟)离子推进器是太空飞行器常用的动力系统，某种推进器设计的简化原理如图甲所示，截面半径为R的圆柱腔分为两个工作区．Ⅰ为电离区，将氙气电离获得1价正离子；Ⅱ为加速区，长度为L，两端加有电压，形成轴向的匀强电场．Ⅰ区产生的正离子以接近0的初速度进入Ⅱ区，被加速后以速度vM从右侧喷出．Ⅰ区内有轴向的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在离轴线处的C点持续射出一定速度范围的电子．假设射出的电子仅在垂直于轴线的截面上运动，截面如图乙所示(从左向右看)．电子的初速度方向与中心O点和C点的连线成α角(0＜α＜90°)．推进器工作时，向Ⅰ区注入稀薄的氙气．电子使氙气电离的最小速度为v0，电子在Ⅰ区内不与器壁相碰且能到达的区域越大，电离效果越好．已知离子质量为M；电子质量为m，电量为e.(电子碰到器壁即被吸收，不考虑电子间的碰撞)．下列说法不正确的是(　　 ) A．Ⅱ区的加速电压U＝ B．Ⅱ区离子的加速度大小a＝ C．α为90°时，要取得好的电离效果，射出的电子速率v的范围v0≤v＜且B＜ D．要取得好的电离效果，射出的电子最大速率vmax与α角的关系vmax＝ 7．如图所示，在边长为2a的正三角形区域内存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场．一个质量为m、电荷量为－q的带电粒子(重力不计)从AB边的中心O以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与AB边的夹角为60°，若要使粒子能从AC边穿出磁场，则匀强磁场的大小B需满足(　　 ) A．B＞ B．B＜ C．B＞ D．B＜ 8．一圆筒处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向与筒的轴平行，筒的横截面如图所示．图中直径MN的两端分别开有小孔，筒绕其中心轴以角速度ω逆时针转动．在该截面内，一带电粒子从小孔M射入筒内，射入时的运动方向与MN成30°角．当筒转过90°时，该粒子恰好从小孔N飞出圆筒．不计重力．若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞，则带电粒子的比荷为(　　 ) A. B． C. D． 二、多项选择题：本题共4小题，每题4分，共16分．全选对得4分，选对但不全的得2分． 9．(2020·湖南桃江高二期末)如图所示，在x轴上方的空间存在着垂直于纸面向里的两个不