1.3 带电粒子在匀强磁场中的运动(三) 同步练习-2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

1.3带电粒子在匀强磁场中的运动（三） 一、单选题 1．如图所示，半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，AC是圆O的水平直径，P是圆周上的一点，P点离AC的距离为R，一个质量为m、电荷量为q的带负电粒子以一定的速度从A点沿AC方向射入，粒子在磁场中运动的偏向角为90°，保持粒子的速度大小、方向不变，让粒子从P点射入磁场，则粒子在磁场中运动的时间为（　　） A． B． C． D． 2．如图所示，半径R＝10cm的圆形区域内有匀强磁场，其边界跟y轴在坐标原点O处相切，磁感强度B＝0.33T，方向垂直纸面向里。在O处有一放射源S，可沿纸面向各方向射出速率均为v＝3.2×106m/s的α粒子，已知α粒子的质量m＝6.6×10－27kg，电荷量q＝3.2×10－19C，则该α粒子通过磁场空间的最大偏转角为（　　） A．30° B．45° C．60° D．90° 3．如图所示为一块长a、宽b、高c的矩形半导体霍尔测量元件，元件内导电粒子为电荷量为e的自由电子，且元件内每单位体积包含n个该粒子。现通入沿b边方向向左的电流I，并将元件置于垂直上、下表面向下的匀强磁场中，磁感应强度为B。元件前后表面出现电势差，大小为U。则稳定后下列说法正确的是（　　） A．前表面的电势比后表面电势高 B．前后表面电势差与a有关 C．前后表面电势差与c有关 D．自由电子受到的洛伦兹力大小为 4．如图，虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点，大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点，在纸面内沿不同方向射入磁场。若粒子射入速率为v1，这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上；若粒子射入速率为v2，相应的出射点分布在三分之一圆周上。不计重力及带电粒子之间的相互作用。则v2：v1为（　　） A．：2 B． ：1 C． ：1 D．3： 5．如图，在一水平放置的平板MN的上方有匀强磁场，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于纸面向里。许多质量为m带电量为+q的粒子，以相同的速率v沿位于纸面内的各个方向，由小孔O射入磁场区域。不计重力，不计粒子间的相互影响。下列图中阴影部分表示带电粒子可能经过的区域，其中，哪个图是正确的（　　） A B C D 二、多选题 6．如图所示，在半径为L的圆形区域内有垂直于平面向外的匀强磁场，在x轴与磁场边界的交点P处有一粒子发射源，能沿平面与x轴成任意夹角向磁场区域发射质量为m，带电量为的粒子，且发射速度的大小为。在发射的众多粒子中b粒子在磁场中的运动时间恰好为a粒子在磁场中运动时间的两倍。已知a粒子的入射方向与x轴正方向成角，若不考虑粒子间的相互作用力和粒子的重力，下列说法正确的是（　　） A．b粒子的入射方向与x轴正方向成角 B．b粒子的入射方向与x轴正方向成角 C．a、b两粒子离开磁场后的运动方向相互平行 D．从磁场外沿y轴正方向从不同位置射入的，一群同速率的上述粒子经磁场作用后一定都过P点 7．如图所示，宽d＝4cm的有界匀强磁场，纵向范围足够大，磁场方向垂直于纸面向里。现有一群正粒子从O点以相同的速率在纸面内沿不同方向进入磁场，若粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径为r＝10cm，则（　　） A．右边界－8cm<y<8cm处有粒子射出 B．右边界0<y<8cm处有粒子射出 C．左边界y>16cm处有粒子射出 D．左边界0<y<16cm处有粒子射出 8．如图所示，在xOy平面内有一个半径为R、圆心位于坐标原点O的圆形磁场区域，磁感应强度大小为B，在圆形磁场区域的左边有一个宽度也为R且关于x轴对称的粒子源，它能连续不断地沿x轴正方向发射速度相同的带正电粒子，已知粒子的质量均为m、电荷量均为q，不计粒子重力和粒子间的相互作用。若粒子均能够从y轴上的P点离开磁场区域，则下列说法正确的是（　　） A．磁场方向垂直xOy平面向外 B．粒子的速度大小为 C．粒子在磁场中运动的最大时间差为 D．粒子从P点离开磁场时与x轴正方向的夹角的范围为 9．如图所示，在直角坐标系第一、第四象限内存在垂直坐标平面向里的圆形有界匀强磁场，磁场边界圆与y轴相切于坐标原点O，圆心在x轴上处，磁感应强度大小为B，是它的沿y轴方向的直径。在第二、第三象限有一粒子源（图中未画出），垂直于y轴发射一束质量为m、电荷量大小为q的粒子，从O点进入磁场的粒子从A点射出磁场。P点为y轴上一点，坐标为，不计粒子的重力及相互作用。下列判断正确的是（　　） A．粒子带正电 B．粒子的速度大小为 C．从P点进入磁场的粒子在磁场中运动的时间为 D．从P点进入磁场的粒子射出磁场时速度与x轴正方向的夹角为45°