专题01带电粒子在有界磁场运动和临界问题-2021-2022高二物理同步精编分层课时专练（人教版2019选择性必修第二册）

高二物理同步精编分层课时专练 专题01带电粒子在有界磁场运动和临界问题 1．如图所示，在的区域内存在与平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为。在时刻，从原点发射一束等速率的相同的带电粒子，速度方向与轴正方向的夹角分布在范围内。其中，沿轴正方向发射的粒子在时刻刚好从磁场右边界上点离开磁场，不计粒子重力。下列说法正确的是（　　） A．粒子在磁场中做圆周运动的半径为 B．磁场右边界上有粒子射出的长度为 C．磁场右边界有粒子射出的长度为 D．带电粒子在磁场中运动的最长时间为 2．如图甲所示的平面直角坐标系中，x轴上方有磁感应强度大小为B、垂直纸面向外的匀强磁场，在O点处有一粒子源，沿纸面不断地放出同种粒子，粒子的速率均为v，粒子射入磁场的速度方向与x轴正方向的夹角范围为。粒子的重力及粒子间的相互作用均不计。图乙中的阴影部分表示粒子能经过的区域，其内边界与x轴的交点为E，外边界与x轴的交点为F，与y轴的交点为D。下列判断正确的是（　　） A．粒子所带电荷为正电 B．粒子的比荷为 C． D．从点E离开磁场的粒子在磁场中运动的时间可能为 3．如图所示，在正方形区域ABCD内分布着方向垂直于纸面向里的匀强磁场，第一次粒子从A点以速度沿AB方向垂直射入磁场，经时间从D点射出磁场，第二次相同粒子以速度沿与AB成30°角的方向垂直射入磁场，经时间也从D点射出磁场，不计粒子重力，则（　　） A． B． C． D． 4．如图，垂直于纸面向里的匀强磁场分布在正方形区域内，边界上无磁场，O点是边的中点，一个带正电的粒子仅在磁场力的作用下，从O点沿纸面以垂直于边的速度射入正方形内，经过时间后刚好从中点射出磁场，现设法使该带电粒子从O点沿纸面以与成角的方向，以大小不同的速率射入正方形内，那么下列说法中正确的是（　　） A．若该带电粒子在磁场中经历的时间是，则它一定从边射出磁场 B．若该带电粒子在磁场中经历的时间是，则它一定从边射出磁场 C．若该带电粒子在磁场中经历的时间是，则它一定从边射出磁场 D．若该带电粒子在磁场中经历的时间是，则它一定从边射出磁场 5．如图所示，在矩形区域ACDE中有方向垂直于纸面向外的匀强磁场，从A点沿AC方向发射三个相同的带电粒子，三粒子分别从E、P、D射出。已知，，则下列说法正确的是（　　） A．三粒子在匀强磁场中的速率之比为1：2：5 B．三粒子在匀强磁场中的速率之比为2：3：5 C．三粒子在匀强磁场中的运动时间之比为5：2：1 D．三粒子在匀强磁场中的运动时间之比为180：90：53 6．如图，等腰直角三角形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，为边的中点，为边上的一点。现有一带正电的粒子（不计重力）从点以大小不同的速度沿方向射入磁场，分别从、、点射出磁场，所用时间分别为、、，且，若已知，则（　　） A． B．带电粒子的比荷为 C．从点与从点射出的速度大小之比为 D．从点与从点射出的速度大小之比为 7．如图所示，直角三角形ABC区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B0，∠A=30°，OB=BC=L。质量为m、电荷量为q（q>0）的带电粒子从AB边界上O点垂直于AB由射入磁场。若粒子射入磁场的速率为v0时，粒子从AC边中点D离开磁场，不计空气阻力和粒子重力。则下列说法正确的是（　　） A．磁场的磁感应强度大小为 B．以v0速率入射的粒子在磁场中运动的时间 C．粒子以不同速率入射，粒子在磁场中运动的最长时间为 D．为使粒子不从AC边离开磁场，入射速率v需满足 8．边长为a的等边三角形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，一束质量为m电荷量为q的带负电粒子（不计重力），从边的中点沿平行边的方向以不同的速率射入磁场区域，则（　　） A．能从边射出的粒子最长时间为 B．能从边射出的粒子最长时间为 C．能从边射出的粒子的最大速率为 D．能从边射出的粒子的最大速率为 9．如图所示，边长为L的等边三角形ABC内、外分布着两方向相反的匀强磁场，三角形内磁场方向垂直纸面向里，两磁场的磁感应强度大小均为B。顶点A处有一粒子源，粒子源能沿的角平分线发射不同速度的粒子，粒子质量均为m，电荷量均为，粒子重力不计。则粒子能通过C点的发射速度可能是（　　） A． B． C． D． 10．如图所示，在半径为R的圆形区域内充满磁感应强度为B的匀强磁场，MN是一竖直放置的感光板。从圆形磁场最高点Р垂直磁场正对着圆心O射入带正电的粒子，且粒子所带电荷量为q、质量为m，不考虑粒子重力，关于粒子的运动，以下说法正确的是（　　） A．粒子有可能始终在磁场中运动而不再射出磁场 B．出磁场的粒子，其出射方向的反向延长线也一定过圆心O C．粒子在磁场中通过的弧长越长，运动时间也越长 D．出射后垂直打在MN上的粒子，入射速度一定为 11．水