1.2洛伦兹力基础巩固练习（word版含答案）

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．下列各图中正确的是（　　）
A． B．
C． D．
2．静电场和磁场对比（ ）
A．电场线和磁感线都是闭合的
B．静电场是由运动电荷产生的
C．静电场和磁场都可使运动电荷加速
D．静电场和磁场都可使运动电荷偏转
3．如图所示，直角边长为的等腰直角三角形与匀强磁场垂直，比荷为的带负电粒子以速度从点沿边射入，要使该粒子从边穿过，则磁感应强度大小的取值范围为（　　）
A． B． C． D．
4．一带电粒子以速度v射入某一匀强磁场，速度方向与磁场方向垂直，下列描述带电粒子受到的洛伦兹力F大小和入射速度v的大小关系图像正确的是（　　）
A． B． C． D．
5．关于电视电脑显示器的工作原理，下列说法中正确的是（ ）
A．没有外加磁场时，电子枪发出的电子束将轰击在荧光屏的中心，荧光屏的中心出现一个亮点
B．没有外加磁场时，电子枪发出的电子束将轰击在荧光屏的边缘，荧光屏的边缘出现一系列的亮点
C．有外加平行磁场时，电子枪发出的电子束将发生偏转
D．使电子束发生偏转的力是安培力
6．某一空间可能存在电场，也可能存在磁场，将一电子静止释放，忽略其所受的重力和空气阻力，下列判断正确的是（　　）
A．如果空间只存在匀强电场，电子将做匀速直线运动
B．如果空间只存在匀强磁场，电子将做匀速圆周运动
C．如果空间只存在匀强电场，电子将做匀加速直线运动
D．如果空间只存在匀强磁场，电子将做匀加速曲线运动
7．下列物理量中，属于标量的是（　　）
A．电流 B．位移 C．重力 D．洛伦兹力
8．如图所示，平行边界MN、PQ间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，两边界的间距为d，MN上有一粒子源A，可在纸面内沿各个方向向磁场中射入质量均为m，电荷量均为+q的粒子，粒子射入磁场的速度大小，不计粒子的重力，则粒子能从PQ边界射出的区域长度与能从MN边界射出的区域长度之比为
A．1：1 B．2：3 C． D．
9．如图所示，边长为L的正方形区域abcd内存在着匀强磁场．一个质量为m、电荷量为q、初速度为v0带电粒子从a点沿ab方向进入磁场，不计重力，则
A．若粒子恰好从c点离开磁场，则磁感应强度为B＝
B．若粒子恰好从d点离开磁场，则磁感应强度为B＝
C．若粒子恰好从bc边的中点离开磁场，则磁感应强度为B＝
D．粒子从c点离开磁场时的动能大于从bc边的中点离开磁场时的动能
10．如图所示，一带电粒子从y轴上的a点以某一速度平行于x轴射入圆形匀强磁场区域，该区域内的磁场方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为B0，粒子从x轴上b点射出磁场时，速度方向与x轴正方向夹角为，坐标原点O在圆形匀强磁场区域的边界上，不计粒子重力，若只把匀强磁场的磁感应强度大小改为某一确定值，使粒子经过Ob的中点后射出磁场，则改变后的磁感应强度大小为（　　）
A．B0 B．B0 C．2B0 D．4B0
11．原来静止的甲、乙两种带电粒子经相同的加速电场加速后，分别从A、B两点以各自箭头所指的方向射入一个正方形的匀强磁场区域内，经磁场偏转后甲乙均从C点射出，下列判断正确的是（　　）
A．甲乙在磁场中的运动半径之比是1：2
B．甲乙两粒子的比荷之比为1：4
C．若增强区域内的磁场，甲、乙在磁场中的运动时间都将变长
D．若减弱区域内的磁场，甲、乙都将从BC边射出
12．如图，正方形区域存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场，O、P分别为、边的中点。a点有一质子源，持续沿方向发射速率不同的质子。一段时间后，有些质子分别从b点、O点、P点射出，不计重力及质子间的相互作用，则（　　）
A．从b点和O点射出的质子速率之比为2：1
B．从P点和O点射出的质子速率之比为2：1
C．从b点和O点射出的质子在磁场中运动的时间之比为2：1
D．从O点和P点射出的质子在磁场中运动的时间之比为2：1
13．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°
14．如图所示，在三角形BAC内充满垂直纸面向外的匀强磁场（图中未画出），AB边长度为d，。一群质量均为m、电荷量均为q、速度大小均为的带正电粒子垂直AB边射入磁场，已知从AC边射出且速度垂直于AC边的粒子在磁场中运动的时间为，而在此边射出的粒子，在磁场中的运动最长时间为。（不计粒子重力和粒子间相互作用力）。则下列判断中正确的是（　　）
A．粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为 B．该匀强磁场的磁感应强度大小为
C．题中运动时间最长的粒子射出点距A点 D．粒子进入磁场时速度大小为
15．如图，半径为R的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面（纸面），磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，一电荷量为q（q>0）．质量为m的粒子沿平行于直径ab的方向射入磁场区域，射入点与ab的距离为，已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为60°，则粒子的速率为（不计重力）
A． B． C． D．
二、填空题（共4题）
16．如图所示，两电子沿MN方向从M点射入两平行平面间的匀强磁场中，它们分别以v1、v2的速率射出磁场，则v1：v2=______，通过匀强磁场所用时间之比t1、t2=______。
17．如图所示，为矩形匀强磁场区域，分别为，，带电粒子以速度v从a点沿方向射入磁场，恰好从c点射出磁场。求
这个带电粒子运动的半径为________；
通过磁场所用的时间为__________。
18．如右图所示，在圆心为O、半径为r的圆形区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场，一电子以速度v沿AO方向射入，后沿OB方向射出匀强磁场，若已知∠AOB=120°，则电子穿越此匀强磁场所经历的时间是________．
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，左右边界分别为PP′、QQ′的匀强磁场的宽度为d，长度足够长，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里．一个质量为m、电荷量大小为q的粒子，以与左边界PP′成θ=45°的速度v0垂直射入磁场．不计粒子重力，为了使粒子不能从边界QQ′射出，求：
（1）当粒子带正电时，v0的最大值是多少？
（2）当粒子带负电时，v0的最大值是多少？
（3）两种情况下粒子在磁场中运动的时间之比是多少？
21．如图所示，边长为L的正三角形ACD是用绝缘材料制成的固定框架，处在垂直框架平面向里的匀强磁场中，AD边的中点有一小孔S。在框架平面内垂直AD方向从小孔S射入质量为m、电荷量为+q的粒子。已知粒子射入框架时速率为v，与框架的碰撞为弹性碰撞，粒子重力忽略不计。
（1）若粒子第一次与AC碰撞的位置为AC的中点，求匀强磁场磁感应强度的大小B；
（2）若此粒子经过与框架的多次碰撞最终能垂直AD方向从小孔S射出，求所有满足条件的匀强磁场磁感应强度的大小和粒子在框架内运动的时间。
22．如图所示，一质量为m、带电荷量为＋q的粒子从A点以水平速度v0正对圆心O射进一圆形磁场区域，磁场方向垂直纸面，磁感应强度大小为B，在磁场区域的正下方有一宽度为L的显示屏CD，显示屏的水平边界C、D两点到O点的距离均为L。粒子沿AO方向进入磁场，经磁场偏转恰好打在显示屏上的左边界C点。不计粒子重力。求：
(1)粒子在磁场中的运动半径r；
(2)圆形磁场的方向及半径R；
(3)改变初速度的大小，使粒子沿AO方向进入磁场后，都能打在显示屏上，求速度的范围。
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．C
2．D
3．D
4．A
5．A
6．C
7．A
8．C
9．C
10．B
11．B
12．B
13．C
14．C
15．B
16．1:2 3:2
17．
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） ，
22．(1)；(2)垂直纸面向外，；(3)
23．