第3节洛伦兹力的应用 同步练习（word版含答案）.docx
2021-2022学年鲁科版（2019 ）选择性必修第二册第一章第3节洛伦兹力的应用过关演练一、单选题1.如图所示，为相互垂直的有界匀强磁场边界，磁场磁感应强度b = iot,方向垂直纸面向里，S为粒子源，可向磁场内各个方向均匀发射比荷包= l.0xK）4C/kg的 m带正电粒子,速度% "OxlO'/s。PQ为一长度为10cm的荧光屏,已知OQ = OS = 10cm ,不考虑粒子间的相互作用，粒子重力忽略不计，则下列说法正确的是（）X X X X X X X X X X X X X X X X 4A.有：的粒子可以打到荧光屏上，且荧光屏发光的长度为1。（百-l）cmB.有3的粒子可以打到荧光屏上，且荧光屏发光的长度为1。（&femC.有3的粒子可以打到荧光屏上，且荧光屏发光的长度为10cmD.有g的粒子可以打到荧光屏上，且荧光屏发光的长度为1。（省+ Dcm2 .如图所示，坐标系内，第一象限存在水平向左的匀强电场。第二象限存在 竖直向下的匀强电场，y轴上。点和x轴上d点连线为电场的下边界。相同的带电 粒子甲、乙分别从。点和人点由静止释放，两粒子均从C点水平射入第二象限，且均从c、d连线上射出，已知仍=征，下列说法正确的是（ 杪A.B.C.D.带电粒子甲、 带电粒子甲、 带电粒子甲、 带电粒子甲、乙在c点速度之比为2： 1乙在C点速度之比为3 ： 1乙在第二象限电场内的位移之比为近:1 乙在第二象限射出电场时速度方向垂直3 .下列说法正确的是（）A.法拉第通过实验最先得到了电流通过电阻产生热量的规律B.安培发明了能在实验室中产生高能粒子的回旋加速器C.富兰克林最早用实验测得元电荷e的数值D.奥斯特首先从实验中发现了电流的磁效应4 .如图所示是回旋加速器的示意图，其核心部分是两个D形金属盒，分别与高频 交流电源连接，两个D形金属盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通 过狭缝时都能得到加速，两个D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，忽略粒 子在电场中的运动时间，下列说法中正确的是（）BA.粒子射出时的最大动能与D形金属盒的半径有关B.加速电压越大，粒子最终射出时获得的动能就越大C.若增大加速电压，粒子在回旋加速器中运动的时间不变D.若增大磁感应强度B,为保证粒子总被加速，必须减小周期性变化电场的频率 5.如图所示，在第一象限内存在着垂直纸面向里的匀强磁场。一质子从P点垂直 磁场射入，射入时速度方向与1轴夹角为60。，质子从y 轴上离开磁场时速度方向 与y轴垂直。已知质子电荷量为e、质量为相，磁场磁感应强度大小为B, P点的 坐标为S，。），则（）y八<X X X XX X X XX X X XA.质子在磁场中运动的轨迹圆的圆心的坐标为（0，可）B.质子在磁场中运动的轨迹圆的半径厂=¥。C.质子射入速度大小为守3mD.质子在磁场中运动的时间为七笠6.如图所示为回旋加速器的示意图，两个靠得很近的D形金属盒处在与盒面垂直 的匀强磁场中，一质子从加速器的A处由静止开始加速。已知D形盒的半径为七 磁场的磁感应强度为'高频交变电源的电压为。、频率为了,质子质量为相、电 荷量为9，两D形盒距离为"，下列说法正确的是（）B高频交变电源A. f = - TtmB.质子在回旋加速器中A点同侧相邻加速点等间距C.质子在电场中的运动时间为子臀D.增大电压不会影响质子每次增加的动能7 .如图所示，水平放置的两块平行金属板，充电后与电源断开。金属板间存在着 方向竖直向下的匀强电场E和垂直于纸面向里磁感应强度为B的匀强磁场。一质量 为小、电荷量为9的带电粒子（不计重力及空气阻力），以水平速度射入场区，恰 好做匀速直线运动。则（）A.粒子一定带正电8 .若撤去电场，粒子在板间运动的最长时间可能是黑 qbC.若仅将板间距离变为原来的2倍，粒子运动轨迹偏向下极板D.若有空气阻力，且阻力大小不变，则粒子作匀减速直线运动8.如图所示，一重力不计的带电粒子以一定的速率从。点对准圆心射入一圆形匀 强磁场，恰好从b点射出。减小粒子射入磁场的速率（速率不为0）,下列判断正 确的是（）/ : /XXX ； O： '： V Y1 一 « A » 八 八 o; : X X X /、I/aA.该粒子从m间射出8 .该粒子从前间射出C.该粒子从间射出D.该粒子从cd间射出9 .武汉病毒研究所是我国防护等级最高的P4实验室，在该实验室中有一种污水流 量计，其原理可以简化为如图乙所示模型；废液内含有大量正、负离子，从圆柱形 容器右侧流入，左侧流出，流量值。等于单位时间通过横截面的液体的体积。空间有垂直纸面向里的磁感应强度为3的匀强磁场，下列说法正确的是（X XX8XX X X X Iv < dX xN X XXXXX甲乙A.图乙中M点的电势高于N点电势B.只需要测量磁感应强度8、直径d及例、N两点电压U,就能够推算污水的流 量C.当污水中离子浓度升高，"、N两点电压将增大D.只需要测量磁感应强度B及M、N两点电压U,就能够推算污水的流速Q螺旋弹簧线圈丁A.如图甲所示，是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，要想粒子获得的最 大动能增大，可增加D形盒的半径B.如图乙所示，磁流体发电机的结构示意图。可以判断出A极板是发电机的负极, B极板是发电机的正极C.如图丙所示，速度选择器可以判断粒子电性，若带电粒子能够沿直线匀速通过 速度选择器的条件是的=4田，即DD.如图丁所示，是磁电式电流表内部结构示意图，线圈转过的角度与流过其电流 的大小成正比二、多选题n.笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件，当显示屏开启时磁 体远离霍尔元件，屏幕亮起；当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭。如图 所示，一块长为。，宽为。，厚度为d的霍尔元件，单位体积内的自由电子数为凡 其导电粒子是电荷量为e的自由电子，元件中通有大小为人方向向右的电流。当 显示屏闭合时元件处于竖直向上、大小为B的匀强磁场中，其前后表面间产生霍尔电压以控制屏幕熄灭。则（）A.霍尔元件前表面的电势比后表面的低B.霍尔电压。与元件单位体积的自由电 子数无关C.霍尔电压D.每个自由电子所受洛伦兹力的大小为备 neanba12 .质量和电荷量都相等的带电粒子”和N,以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示，下列表述正确的是（）XXXXBX N X“xd X/、/；XaXISA. M带负电，N带正电 B. M的速率小于N的速率C.洛伦兹力对粒子M一定不做功 D. M的运行时间大于N的运行时间13 .如图所示，在空间直角坐标系0-型中，在Z轴正方向有电场强度为E的匀强电 场，在）轴正方向有磁感应强度为5的匀强磁场。一质量为机、带电量为”的小球 以一定的初速度%由原点向x轴正方向抛出，已知重力加速度为g,要使带电小球 做平抛运动，则下列说法正确的是（）ByjkzA .小球的初速度为FB.经过时间七点，小球的动能变为原来的2倍C.若小球的初速度方向变为y轴正方向、大小不变，小球做匀变速运动D.若磁感应强度3的方向变为z轴正方向，并调整3的大小，小球可以做类平抛 运动14 .如图物体带正电，与斜面的动摩擦因数为 （<tan。），最大静摩擦力等于滑动摩 擦力，斜面足够长且所在空间均有图示方向的匀强磁场。现给物体一个沿斜面向上 的初速度%,使物体沿斜面向上运动且不离开斜面。下列说法正确的是（）A.物体最终会静止在斜面上B.物体向上运动时加速度越来越大C.物体最终可能沿斜面匀速向上运动D.物体最终会沿斜面匀速向下运动15 .如图所示回旋加速器，设D形盒半径为若用回旋加速器加速质子时，匀强 磁场的磁感应强度为3,高频交流电频率为了,若忽略质子在电场中的加速时间， 则下列说法正确的是（）BA.质子在匀强磁场每运动一周被加速两次B.质子被加速后的最大速度不可能超过2样C.质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小有关D.不改变B和力 该回旋加速器也能用于加速a粒子三、解答题16 .某离子实验装置如图所示，离子的运动控制在长度可调的长方体内，长方体的 左右两个侧面分别放置记录板P、Q,现以长方体的一个底角0为坐标原点，建立 空间直角坐标系Qxyz, MNRS是一个与x轴垂直的竖直分界面，对应的不坐标为L, 分界面左侧有沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为鸟,右侧有沿y轴负方向 的匀强电场和匀强磁场，离子发射器K发射出正离子（初速度大小可以忽略）， 经加速电压-加速后正对。点进入控制区，当发射离子的质量为机、电荷量为q 时，离子经过竖直分界面"NRS后，又能返回分界面，且速度方向与界面垂直，最 后到达左侧记录板尸，设匀强磁场的磁感应强度3的大小等于詈的大小，离子重 q力忽略不计，求：(1)(2)(3)离子第一次到达分界面MNRS时的速度： 竖直分界面右侧匀强电场的电场强度大小心； 离子到达左侧记录板P的位置与0点的距离。17 .如图所示，在一个圆形区域内，两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布 在以直径A2A4为边界的两个半圆形区域I和II中，直径A2A4与直径44之间的夹 角为。=60。.一质量为根、电荷量为乡的带正电粒子以某一速度从I区的边缘点4 处沿与44成£=30。角的方向射入磁场，随后该粒子以垂直于44的方向经过圆 心进入n区，最后再从A,处射出磁场.已知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为 t,求：（1）粒子在磁场区域I和n中运动的轨道半径R与&的比值；（2）I区和n区中磁场的磁感应强度和&的大小.2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第二册第一章第3节洛伦兹力的应用（参考答案）16 .% =m却 + 铲；(2) E2=EJJ守-;(3)s =2Um+以2q y 8Uq2U m7r2m5 Tim571m（】）2； （2）而F
