1.2洛伦兹力基础巩固-2021-2022学年高二下学期物理沪教版（2019）选择性必修第二册（word含答案）

1.2洛伦兹力基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第二册
一、选择题（共15题）
1．如下图所示，表示磁场对运动电荷的作用，其中正确的是（　　）
A． B．
C． D．
2．如图所示，竖直直线EF左边无磁场，右边的磁场被水平的直线OC分为上、下两部分，磁感应强度的大小分别为B1=2B，B2=3B，一带电量为+q质量为m的粒子从O点以速度v垂直于OC进入磁场B1．若在O点的右侧水平放置一块弹性绝缘挡板(粒子与挡板碰撞前后速度大小和带电荷量均不变)使得粒子经过一段时间后能回到O点．则挡板的最小长度为（ ）
A．
B．
C．
D．
3．带电粒子以一定初速度射入某一匀强磁场中，若不计重力，则其运动状态是（ ）
A．一定做匀速圆周运动 B．可能做匀速圆周运动
C．一定做匀速直线运动 D．可能做匀加速直线运动
4．如图所示，半径相同的三个圆形区域相切于P、M、N三点，三个图形区域的圆心分别为O1、O2、O3，三个区域内有方向相同、大小不同的匀强磁场，带负电粒子以平行于O2O3方向的某速度从圆形磁场边缘对准圆心O1射入磁场中，恰好分别通过P点和M点而进入第二和第三个圆形磁场区域，从第三个圆形磁场区域射出后粒子又恰好通过三角形O1O2O3的几何中心O点，不计粒子的重力，，则以下说法正确的（　　）
A．粒子在三个区域中做圆周运动的半径之比
B．三个区域中磁感应强度大小之比
C．粒子在三个区域中做圆周运动所用时间之比
D．粒子在三个区域中做圆周运动向心加速度大小之比
5．下列有关力及力和运动的关系说法正确的是（　　）
A．洛伦兹力的方向可以不垂直于带电粒子的运动方向
B．滑动摩擦力的方向总是和物体运动方向相反
C．若物体合外力恒定，且不为零，物体一定做匀变速运动
D．做曲线运动的物体，其合外力一定不断变化
6．圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c，以不同的速率沿着AO方向对准圆心O射入磁场，其运动轨迹如图所示。若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是（　　）
A．a粒子在磁场中运动时间最长
B．b粒子在磁场中运动时间最长
C．c粒子在磁场中运动时间最长
D．a、b、c三个粒子在磁场中运动时间相同
7．有关洛伦兹力和安培力的描述，正确的是（ ）
A．通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用
B．安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现
C．带电粒子在匀强磁场中运动受到的洛伦兹力做正功
D．通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行
8．如图所示，水平导线通以向右的恒定电流，导线正下方运动的电子（重力不计）的初速度方向与电流方向相同，则电子在刚开始的一段时间内做（　　）
A．匀速直线运动 B．匀速圆周运动
C．曲线运动，轨道半径逐渐减小 D．曲线运动，轨道半径逐渐增大
9．如图所示，匀强磁场的方向竖直向下。磁场中有光滑的水平桌面，在桌面上平放着内壁光滑、底部有带电小球的试管。试管在水平拉力F 作用下向右匀速运动，带电小球能从管口处飞出。关于带电小球及其在离开试管前的运动，下列说法中正确的是（　　）
A．小球带负电 B．洛伦兹力对小球做正功
C．小球做匀变速曲线运动 D．小球的运动轨迹是一条直线
10．如图所示，在xOy坐标系的第一象限中有一半径为r＝0.1 m的圆形磁场区域，磁感应强度B＝1 T，方向垂直纸面向里，该区域同时与x轴、y轴相切，切点分别为A、C.现有大量质量为1×10－18kg（重力不计），电量大小为2×10－10C，速率均为2×107m/s的带负电的粒子从A处垂直磁场进入第一象限，速度方向与y轴夹角为θ，且0<θ<180°，则下列说法错误的是( )
A．粒子的轨迹圆和磁场圆的半径相等
B．这些粒子轨迹圆的圆心构成的圆和磁场圆的半径相等
C．部分粒子的运动轨迹可以穿越坐标系进入第2象限
D．粒子的轨迹可以覆盖整个磁场圆
11．如图所示，正方形区域abcd内存在磁感应强度为B的匀强磁场，e是ad的中点，f是cd的中点．如果在a点沿对角线方向以速率v射入一带负电的粒子(重力不计)，恰好从e点射出．若磁场方向不变磁感应强度变为，粒子的射入方向不变速率变为2v．则粒子的射出点位于( )
A．e点
B．d点
C．df间
D．fc间
12．如图所示，在纸面内建立直角坐标系xOy，第一、二象限存在着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B．质量均为m、电荷量分别为+q和-q的两个粒子（不计重力），从坐标原点O以相同的速度v先后射入磁场，v方向与x轴成θ=30°角，带正、负电的粒子在磁场中仅受洛仑兹力作用，则（）
A．带负电的粒子回到x轴时与O点的距离为
B．带正电的粒子在磁场中运动的时间为
C．两粒子回到x轴时的速度不相同
D．从射入到射出磁场的过程中，两粒子运动时间相同
13．如图所示，在正方形虚线框abcd内有垂直纸面向里的匀强磁场，甲、乙两带电粒子以相同速度先后从ab边的中点O垂直ab边射入磁场，已知甲粒子刚好从b点离开磁场，乙粒子垂直于ad边从其中点O'离开磁场，不计两粒子的重力，则下列说法中正确的是（　　）
A．甲粒子带正电，乙粒子带负电
B．甲、乙两粒子比荷之比为2：1
C．甲、乙两粒子转动周期之比为2：1
D．甲、乙两粒子在磁场中运动时间之比为1：2
14．如图所示，在光滑绝缘水平面上由左到右沿一条直线等间距的静止排着多个形状相同的带正电的绝缘小球，依次编号为1、2、3…每个小球所带的电荷量都相等且均为q=3.75×10-3C，第一个小球的质量m=0.03kg，从第二个小球起往下的小球的质量依次为前一个小球1/3的，小球均位于垂直于小球所在直线的匀强磁场里，已知该磁场的磁感应强度B=0.5T．现给第一个小球一个水平速度v=8m/s，使第一个小球向前运动并且与后面的小球发生弹性正碰．若碰撞过程中电荷不转移（不计电荷之间的库仑力，取g=10m/s2），则第几个小球被碰后首先脱离地面（ ）
A．1 B．2 C．3 D．4
15．如图所示，在平面直角坐标系xoy的第一象限y≤a范围内，存在垂直纸面向里磁感应强度为B的匀强磁场．一质量为m、电荷量为q带负电的粒子从坐标原点O以速度大小为 沿不同方向射入磁场，不计粒子的重力，下列说法正确的是
A．若粒子初速度沿y轴正方向，粒子在磁场中的运动时间为
B．若粒子初速度沿y轴正方向，粒子在磁场中的运动时间为
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
二、填空题（共4题）
16．如上右图所示，是显象管电子束运动的示意图，设电子的加速电压为U，匀强磁场区的宽度为L，要使电子从磁场中射出时在图中所示的120 的范围内发生偏转（即上下各偏转60 ），则匀强磁场的磁感应强度B的变化范围应满足______。
17．平行金属板MN，平行于匀强磁场放置，如图所示，一质量m带电量q的粒子，由a经半个周期到b垂直穿过板后运动到c，已知，设粒子每次穿过金属板时阻力不变，则该粒子共能穿过MN_____次。穿板前后在磁场中运动的周期_____（填如何变）。
18．两块长5d、相距d的水平平行金属板，板间有垂直于纸面的匀强磁场.一大群电子从平行于板面的方向、以相等大小的速度v从左端各处飞入（图）.为了不使任何电子飞出，板间磁感应强度的最小值为_____
.
19．物体的带电量是一个不易测得的物理量，某同学设计了一个实验来测量带电物体所带电量。如图（a）所示，他将一由绝缘材料制成的小物块A放在足够长的木板上，打点计时器固定在长木板末端，物块A靠近打点计时器，一纸带穿过打点计时器与物块A相连，请结合下列操作步骤回答问题。
(1)为消除摩擦力的影响，他将长木板一端垫起一定倾角，接通打点计时器，轻轻推-下小物块A，使其沿着长木板向下运动。多次调整倾角，直至打出的纸带上点迹均匀，测出此时木板与水平面间的倾角，记为。
(2)如图（b）所示，在该装置处加上一范围足够大的垂直纸面向里的匀强磁场，用细绳通过一轻小定滑轮将物块A与物块B相连，绳与滑轮的摩擦不计。给物块A带上一定量的正电荷，保持倾角不变，接通打点计时器，由静止释放小物块A，该过程可近似认为物块A的带电量不变。下列关于纸带上点迹的分析正确的是（____）
A．纸带上的点迹间距先增加后减小至零
B．纸带上的点迹间距先增加后减小至一不为零的定值
C．纸带上的点迹间距逐渐增加，且相邻两点间的距离之差不变
D．纸带上的点迹间距逐渐增加，且相邻两点间的距离之差逐渐减少，直至间距不变
(3)为了测定物块A所带电量q，除倾角、磁感应强度B外，本实验还必须测量的物理量有___________；
(4)用重力加速度g、磁感应强度B、倾角和所测得的物理量，可得出q的表达式为___________。
三、综合题（共4题）
20．如图所示，虚线所围区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B．一束电子沿圆形区域的直径方向以速度v射入磁场，电子束经过磁场区后，其运动的方向与原入射方向成θ角．设电子质量为m，电荷量为e，不计电子之间的相互作用力及所受的重力．求：
（1）电子在磁场中运动轨迹的半径R；（2）电子在磁场中运动的时间t；
（3）圆形磁场区域的半径r．
21．如图所示，虚线圆所围区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B．一质量为m，电荷量为e的电子从静止开始经电压为U的加速电场加速后，从A点沿圆形区域的直径方向射入磁场，电子经过磁场区域后，其运动方向与原入射方向成角．不计电子所受的重力，求：
（1）电子到达A点时的速度大小
（2）电子在磁场中运动轨迹的半径R；
（3）电子在磁场中运动的时间t；
22．如图所示，在足够长的绝缘板MN上方距离为d的O点处，水平向左发射一个速率为v0，质量为m、电荷为q的带正电的粒子（不考虑粒子重力）．
（1）若在绝缘板上方加一电场强度大小为E=、方向竖直向下的匀强电场，求带电粒子打到板上距P点的水平距离（已知OP⊥MN）；
（2）若在绝缘板的上方只加一方向垂直纸面，磁感应强度B=的匀强磁场，求：
①带电粒子在磁场中运动半径；
②若O点为粒子发射源，能够在纸面内向各个方向发射带电粒子（不考虑粒子间的相互作用），求发射出的粒子打到板上的最短时间．
23．试判断图示的带电粒子刚进入磁场时所受到的洛伦兹力的方向。
参考答案
1．B
2．C
3．B
4．C
5．C
6．A
7．B
8．D
9．C
10．C
11．C
12．A
13．B
14．C
15．D
16．
17．5 不变
18．
19．D 物块B的质量m和两物块最终的速度v
20．(1) （2） （3）
21．（1）（2）（3）
22．（1）若在绝缘板上方加一电场强度大小为E=、方向竖直向下的匀强电场，带电粒子打到板上距P点的水平距离是2d；
（2）①带电粒子在磁场中运动半径是d；
②若O点为粒子发射源，能够在纸面内向各个方向发射带电粒子，发射出的粒子打到板上的最短时间是．
23．