2023届新高考二轮专题训练7：磁场的性质及带电粒子在磁场中运动

专题训练7 磁场的性质及带电粒子在磁场中运动 一、选择题（第1～5题为单选题，第6～9题为多选题） 1．如图所示，在真空中，水平导线中有恒定电流I通过，导线的正下方有一束电子初速度方向与电流方向相同，不计电子重力，则下列说法正确的是（　　） A．电流上方的磁场方向垂直纸面向外 B．电子受到的洛伦兹力将改变电子的速度大小 C．电子将沿路径a运动 D．电子将沿路径b运动 2．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点。粒子2经磁场偏转后打在探测器上的点。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带正电 B．粒子2带负电 C．若增大磁感应强度，粒子1可能打在探测器上的点 D．若增大粒子入射速度，粒子2可能打在探测器上的点 3．如图所示、通有向左的恒定电流的长直导线水平固定放置，绝缘细线一端系于导线上的O点，另一端系一个带负电小球，细线拉直。第一次让小球在A点由静止释放，让小球绕O点沿圆1在竖直面内做圆周运动；第二次让小球在B点由静止释放，让小球绕O点沿圆2在竖直面内做圆周运动。圆1与导线垂直，圆2与直导线在同一竖直面内。小球分别沿圆1、圆2首次运动到最低点C时细线的张力相等，忽略小球运动过程中空气阻力的影响。下列关于A、B两点高度的判断正确的是（　　） A．A点更高 B．B点更高 C．高度相同 D．无法确定 4．如图所示，在一个正三角形区域有方向垂直纸面向里的匀强磁场，速度大小均为v的α粒子从BC边的中点O处沿各个方向射入磁场，若已知粒子的质量为m，电荷量为q，正三角形边长为L，粒子运动的轨道半径为L，不计粒子的重力及带电粒子之间的相互作用，则（　　） A．该磁场的磁感应强度为 B．该磁场的磁感应强度为 C．粒子在磁场中运动的最长时间为 D．粒子在磁场中运动的最长时间为 5．科学家可以利用磁场对带电粒子的运动进行有效控制。如图所示，圆心为O、半径为r的圆形区域外存在匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外，磁感应强度大小为B。P是圆外一点，OP＝3r。一质量为m，电荷量为q(q＞0)的粒子从P点在纸面内沿着与PO成θ＝60°角的方向射出，不计粒子重力。若要求粒子不能进入圆形区域，则粒子运动速度可以为（　　） A． B． C． D． 6．如图所示，以水平直线为分界线，上方区域充满垂直于纸面向里的匀强磁场，大量电子（质量为m、电荷量为e，重力不计）从长度为L的PQ区域以相同速度与水平方向成θ＝60°的角度斜射入磁场，已知电子的速度大小为v0，上方磁场的磁感应强度。所有从上方磁场射出的电子再次经过水平分界线下方某一半圆形区域的匀强磁场（图中未画出）偏转后都能通过磁场边界的一个点处被收集。下列说法正确的是（　　） A．水平分界线上电子射出区域的长度为L B．若减小上方磁场的磁感应强度，电子射出区域的长度将保持不变 C．欲使水平分界线上电子的出射与入射区域不重叠，则上方磁场的磁感应强度应小于 D．下方收集电子的半圆形区域匀强磁场的最大磁感应强度为 7．如图所示，半径为R的半圆形粒子接收屏ABC竖直放置，AB为水平直径，O为圆心，OC连线与竖直方向的夹角α＝37°。一质量为m、电荷量绝对值为q的带电粒子自A点沿AB方向以初速度v0射入。当接收屏处于竖直向上的匀强电场中时，粒子恰能击中屏上的C点；当接收屏处于垂直纸面方向的匀强磁场中时，粒子也恰能击中屏上的C点。不计粒子重力，下列说法正确的是（　　） A．粒子带正电，匀强磁场的方向垂直于纸面向外 B．匀强电场的电场强度大小为 C．匀强磁场的磁感应强度大小为 D．粒子在匀强电场和匀强磁场中运动的时间之比为144∶53 8．在光滑绝缘水平桌面上有三个质量均为m的小球A、C、D，其中只有A球带电，带电荷量为－q，其余的球均不带电。三个小球的初始位置分别位于如图所示的a、c、d三处，它们构成一个直角三角形，A、C相距2L，∠acd＝60°，∠adc＝90°。水平桌面上存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。现给A球一个沿水平方向的初速度，使其在磁场中运动，之后依次与C、D两球发生碰撞，假设碰撞时间很短，每次碰后都结合在一起，则（　　） A．A球的初速度方向与cd边垂直 B．三个小球碰后，仍能回到a点 C．小球从a点到c点的时间与从c点到d点的时间之比为3∶1 D．A、C、D三个小球结合到一起后速度的大小为 9．如图所示，某同学为探究带电粒子“约束”问题。构想了向里的匀强磁场区域，磁感应强度为B，边界分别是半径为R和2R的同心圆，O为圆心，A为磁场内在圆弧上的点，且