题型专练09　带电粒子在磁场中的运动--2021届高考物理二轮复习微专题专练（原卷版）（原卷版）

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题型专练 09　带电粒子在磁场中的运动
一、单项选择题：在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1.(2020 年山东省实验中学模拟)如图所示,在虚线所包围的圆形区域内有方向垂直于圆面向外的匀强磁场,
一些速率不同的 α粒子从磁场边缘的 A点沿半径方向射入磁场,不计粒子重力及相互间的作用,对于 α粒子
在磁场中做匀速圆周运动的过程,下列说法正确的是(
　　
)。
A.速率越大的 α粒子的运动周期越短
B.所有 α粒子在磁场中运动的偏转角都相等
C.速率越大的 α粒子在磁场中运动的时间也越长
D.运动半径越大的 α粒子的向心加速度也越大
2.(2020 年石家庄二模)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外,两磁场的磁感应强度大小均为 B0。顶点 A处有一粒子源,粒子源能沿∠BAC 的角平分
线发射不同速率的粒子,粒子质量均为 m、电荷量均为+q,不计粒子重力及粒子间的相互作用力,若粒子能通
过B点,则发射速度可能为(
　　
)。
A.
2q B0L
m
　　
B.
3q B0L
2m
　　
C.
2q B0L
3m
　　
D.
q B0L
7m
3.(原创)某同学为探究电磁炮的发射原理,将质量为 2 kg 的导体棒静止放在足够长的水平导轨上,导体棒与
导轨接触良好,导轨间距为 1 m,通以方向如图 1所示、大小恒为 1 A 的电流,磁场垂直导轨平面向上。导体棒
与导轨间的动摩擦因数为 0.2,最大静摩擦力和滑动摩擦力大小视为相等。从 t=0时刻开始,磁场的磁感应强
度方向不变、大小呈周期性变化,B随时间 t的变化规律如图 2所示。重力加速度 g取10 m/s2。则(
　　
)。
图1
图2
A.0~2 s 内导体棒的加速度大小为 1 m/s2
B.4 s 末导体棒的速度大小为 4 m/s
C.5 s 末导体棒的速度大小为 4 m/s
D.导体棒在 0~2n秒内的位移为 2n2+n(m)
4.(2020 年全国卷
Ⅰ
,T18)一匀强磁场的磁感应强度大小为 B,方向垂直于纸面向外,其边界如图中虚线所示,
ab
⏜
为半圆,ac、bd 与直径 ab 共线,ac 间的距离等于半圆的半径。一束质量为 m、电荷量为 q(q>0)的粒子,在
纸面内从 c点垂直于 ac 射入磁场,这些粒子具有各种速率。不计粒子之间的相互作用。在磁场中运动时间
最长的粒子,其运动时间为(
　　
)。
A.
7π m
6qB
　　　　　　
B.
C.
4π m
3qB
D.
3π m
2qB
5.(2020 年山东模拟)如图所示,三根相互平行的固定长直导线 L1、L2和L3垂直纸面放置,直导线与纸面的交点
及坐标原点 O分别位于边长为 a的正方形的四个顶点。L1与L3中的电流均为 2I、方向均垂直纸面向里,L2中
的电流为 I、方向垂直纸面向外。已知在电流为 I的长直导线的磁场中,距导线 r处的磁感应强度 B=k
I
r
,其中
k为常数。某时刻有一电子正好经过原点 O且速度方向垂直纸面向外,速度大小为 v,电子电荷量为 e,则该电
子所受磁场力(
　　
)。
A.方向与 y轴正方向成 45°角,大小为
3❑
√
2kIve
2a
B.方向与 y轴负方向成 45°角,大小为
5❑
√
2kIve
2a
C.方向与 y轴正方向成 45°角,大小为
5❑
√
2kIve
2a
D.方向与 y轴负方向成 45°角,大小为
3❑
√
2kIve
2a
6.(2020 年渭南质检)纸面上有正方形 MPNQ,两根相互平行的长直导线过纸面上的 M、N两点。且与纸面垂
直,导线中通有大小相等、方向相同的电流。当整个系统处于外加的匀强磁场中 ,外加磁场的磁感应强度大
小为 B0时,P点的磁感应强度为零,则Q点的磁感应强度大小为(
　　
)。
A.2B0
　　　
B.
❑
√
2
B0
　　　
C.B0
　　　
D. 0
7.(2020 年汕头潮阳实验学校模拟)(多选)如图所示,圆形区域直径 MN 上方存在垂直于纸面向外的匀强磁场,
下方存在垂直于纸面向里的匀强磁场,两磁场磁感应强度大小相同。现有两个比荷相同的带电粒子 a、b,分
别以 v1、v2的速度沿图示方向垂直磁场方向从 M点入射,最终都从 N点离开磁场,则(
　　
)。
A.粒子 a、b可能带异种电荷
B.粒子 a、b一定带同种电荷
C.v1v∶2可能为 2∶1
D.v1v∶2只能为 1∶1
二、多项选择题：在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．
8.(2020 年昆明模拟)(多选)直角坐标系 xOy 内,有一无界匀强磁场垂直纸面,一质量为 m、电荷量为 q的正电
荷从原点沿着 y轴正方向以初速度 v0出发,不计重力。要使该电荷通过第四象限的 P点,P点的坐标为(a,-b),
则(
　　
)。
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