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2024-2025学年下学期高二物理沪科版(2020)期中必刷常考题之带电粒子在匀强磁场中的圆周运动
一.选择题(共7小题)
1.(2024秋?惠山区校级期末)石墨烯是一种由碳原子组成的单层二维蜂窝状晶格结构新材料,具有丰富的电学性能。现设计一电路测量某二维石墨烯样品的载流子(电子)浓度。如图(a)所示,在长为a,宽为b的石墨烯表面加一垂直向里的匀强磁场,磁感应强度为B,电极1、3间通以恒定电流I,电极2、4间将产生电压U。当I=1.60×10﹣3A时,测得U﹣B关系图线如图(b)所示,元电荷e=1.60×10﹣19C,则此样品每平方米载流子数最接近()
A.2.7×1015 B.3.7×1016 C.2.7×1019 D.3.7×1020
2.(2024秋?大连期末)如图为利用霍尔元件进行微小位移测量的实验装置。在两块完全相同、同极相对放置的磁体缝隙中放入金属材料制成的霍尔元件,当霍尔元件处于中间位置时磁感应强度为0,霍尔电压UH(霍尔元件前后两表面的电势差)也为0,将该点作为直角坐标系的原点。已知沿x轴方向磁感应强度大小B=kx(k为常数,且k>0),霍尔元件中通以沿y轴正方向的恒定电流,当霍尔元件沿x轴移动时,即有霍尔电压UH输出,下列说法正确的是()
A.霍尔元件有x轴正方向位移时,前表面的电势高于后表面的电势
B.UH的大小与元件在水平方向位移的大小成正比
C.霍尔元件的位移一定时,只增大y方向恒定电流的大小,UH的大小不变
D.霍尔元件的位移一定时,只增大元件垂直磁场方向的面积,UH的大小增大
3.(2024秋?怀柔区期末)如图所示,将非磁性材料制成的圆管置于匀强磁场中,当含有大量正负离子的导电液体从管中由左向右流过磁场区域时,测得管两侧M、N两点之间有电势差U。忽略离子重力影响,则()
A.M点的电势高于N点
B.N点的电势高于M点
C.管中导电液体的流速越大,M、N两点之间的电势差U越小
D.管中导电液体的离子浓度越大,M、N两点之间的电势差U越大
4.(2024秋?泰州期末)如图所示,图甲、乙、丙、丁分别为多级直线加速器、回旋加速器、磁流体发电机、质谱仪的原理示意图。以下说法正确的是()
A.图甲中,粒子在筒中做加速运动,电压越大获得的能量越高
B.图乙中,粒子第n次(n>1)被加速前、后的轨道半径之比为n-
C.图丙中,将一束等离子体喷入磁场,A、B板间产生电势差,A板电势高
D.图丁中,11H、1
5.(2024秋?太原期末)如图为洛伦兹力演示仪的示意图。电子枪可以发射方向可调的电子束,玻璃泡内充有稀薄气体,电子束通过时能显示电子的径迹,励磁线圈可产生垂直纸面的磁场。下列选项正确的是()
A.加磁场后,电子束的径迹不可能是一条直线
B.加磁场后,若电子束与磁场方向成45°射出,其径迹是一个圆
C.当径迹为圆时,电子束速度不变,磁感应强度变大,径迹圆的半径变小
D.当径迹为圆时,磁感应强度不变,电子束出射速度变大,径迹圆的半径变小
6.(2024秋?惠山区校级期末)如图所示,在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外的范围足够大的匀强磁场内,固定着倾角为θ的绝缘斜面,一个质量为m、电荷量为﹣q的带电小物块以初速度v0沿斜面向上运动,小物块与斜面间的动摩擦因数为μ。设滑动时电荷量不变,在小物块上滑过程中,其速度v与时间t,加速度a与时间t和动能Ek与位移x的关系图像,可能正确的是()
A. B.
C. D.
7.(2025?东湖区校级一模)如图所示,圆形区域半径为R,区域内有一垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度的大小为B=mvqR。位于磁场边界最低点P处有一粒子源,同时将n个带负电的粒子沿纸面内各个方向均匀射入磁场区域,粒子质量为m、电荷量大小为q、速率均为v。A、C为圆形区域水平直径的两个端点,足够长的弹性挡板MN、M′N′与圆形区域在A、
A.所有粒子均与右侧挡板碰撞,最终全部从D点离开磁场
B.粒子从P点出发到从D点离开磁场,运动的最长时间为t=
C.粒子陆续与挡板碰撞过程中对挡板的平均作用力为F=
D.粒子陆续从D点离开磁场过程中等效电流为I
二.多选题(共5小题)
(多选)8.(2024秋?大连期末)如图所示,竖直平面内有一半径为R的圆形区域内存在着垂直于该平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为q的带电粒子(不计重力)以速度v0沿水平方向从P点射入磁场,其速度方向与半径OP的夹角为45°,经过一段时间后,粒子恰好从O点正下方的Q点射出磁场,下列说法正确的是()
A.该粒子入射的速度大小为qBRm
B.该粒子在磁场中运动的时间为3πR
C.若只改变带电粒子的入射方向,其在磁场中的运
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