鲁科版高中物理选择性必修第二册第1章全章综合检测同步练习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 鲁科版高中物理选择性必修第二册第1章全章综合检测同步练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 321.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-02-17 21:34:09 | ||
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文档简介
2019鲁科版高中物理选择性必修第二册第1章 全章综合检测 同步练习
一、单选题
1．如图所示，在同一平面内互相绝缘的三根长直导线a、b、c围成一个等边三角形，三根导线内通有大小相等、方向如图所示的电流，P为等边三角形的几何中心，下列说法中正确的是（ ）
A．P点的磁感应强度方向垂直于纸面向里
B．P点的磁感应强度方向垂直于纸面向外
C．P点的磁感应强度为零
D．无法确定A点的磁感应强度方向
2．如图，水平导线中有电流I通过，导线正下方的电子初速度的方向与电流I的方向相同，则电子将（ ）
A．沿路径a运动，轨迹是圆
B．沿路径a运动，轨迹半径越来越大
C．沿路径a运动，轨迹半径越来越小
D．沿路径b运动，轨迹半径越来越小
3．如图所示，在空间有一坐标系xOy中，直线OP与x轴正方向的夹角为30o，第一象限内有两个方向都垂直纸面向外的匀强磁场区域I和II，直线OP是它们的边界，OP上方区域I中磁场的磁感应强度为B．一质量为m，电荷量为q的质子（不计重力）以速度v从O点沿与OP成30o角的方向垂直磁场进入区域I，质子先后通过磁场区域I和II后，恰好垂直打在x轴上的Q点（图中未画出），则下列说法正确的是
A．区域II中磁感应强度为
B．区域II中磁感应强度为3B
C．质子在第一象限内的运动时间为
D．质子在第一象限内的运动时间为
4．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里，两磁场的磁感应强度大小均为B．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度的粒子质量均为m、电荷量均为+q，粒子重力不计．则粒子以下列哪一速度值发射时不能通过C点（ ）
A． B． C． D．
5．如图所示，足够长的光滑绝缘斜面处于水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场中．将一带负电的小球自斜面上的某点由静止释放，小球沿斜面向下运动，以下说法正确的是（ ）
A．小球的机械能守恒
B．小球的电势能和机械能之和减少
C．静电力做的功等于小球机械能的增加
D．静电力做的功等于小球动能的增加
6．如图所示，空间存在互相垂直的匀强电场和匀强磁场，图中虚线为匀强电场的等势线，一不计重力的带电粒子在M点以某一初速度垂直等势线进入正交电磁场中，运动轨迹如图所示(粒子在N点的速度比在M点的速度大)．则下列说法正确的是( )
A．粒子一定带正电
B．粒子的运动轨迹一定是抛物线
C．电场线方向一定垂直等势面向左
D．粒子从M点运动到N点的过程中电势能增大
7．如图所示，平行板电容器M,N相距为d，电势差为U， -质量为m，电荷量为q带正电荷要使微粒仍能沿水平直线v做匀速直线运动通过两板．若把两板距离减半，电势差不变，要使微粒仍能沿水平直线通过电场，可采取的措施为
A．把入射速度增大一倍
B．把入射速度减半
C．再添加一个，垂直纸面向里的匀强磁场
D．再添加一个，垂直纸面向外的匀强磁场
8．回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示，它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近，分别和高频交流电源相连接，两盒间的窄缝中形成匀强电场，使带电粒子每次通过窄缝都得到加速。两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，带电粒子在磁场中做圆周运动，通过两盒间的窄缝时反复被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出。下列关于回旋加速器说法正确的是（ ）
A．带电粒子从磁场获得能量
B．增大匀强电场，粒子射出时速度越大
C．增大匀强磁场，粒子射出时速度越大
D．因为洛伦兹力不做功，粒子射出时的速度与磁场无关
二、多选题
9．如图，半径为R的圆形区域内有方向垂直于纸面向里的匀强磁场，某质量为m、带电量为q的粒子从圆上P点沿半径方向以速度v。射入匀强磁场，粒子从Q点飞出，速度偏转角为60°。现将该粒子从P点以另一速度沿半径方向射入匀强磁场，粒子离开磁场时，速度偏转角为120°，不计粒子重力。则（ ）
A．该粒子带正电
B．匀强磁场的磁感应强度为
C．该粒子第二次射入磁场的速度为
D．该粒子第二次在磁场中运动的时间为
10．空间虚线上方存在匀强磁场，磁感应强度为B；一群电子以不同速率v从边界上的P点以相同的方向射入磁场．其中某一速率v0的电子从Q点射出，如图所示．已知电子入射方向与边界夹角为θ，则由以上条件可判断（ ）
A．该匀强磁场的方向是垂直纸面向里
B．所有电子在磁场中的轨迹相同
C．速率大于v0的电子在磁场中运动时间长
D．所有电子的速度方向都改变了2θ
11．超导电磁船是一种不需要螺旋桨推进的低噪音新型船，如图是电磁船的简化原理图，MN和CD是与电源相连的导体板，MN与CD之间部分区域浸没在海水中并有垂直纸面向里的匀强磁场（磁场由固定在船上的超导线圈产生，其独立电路部分未画出），以下说法正确的是（ ）
A．使船前进的力，是磁场对海水的安培力
B．要使船前进，海水的电流方向从CD板流向MN板
C．仅改变超导线圈中电流的方向，可控制船前进或倒退
D．船所获得的推力，与通过海水的电流大小和超导线圈产生的磁感应强度有关
12．如图所示，有一混合正离子束先后通过正交电场磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ，如果这束正离子束在区域Ⅰ中不偏转，进入区域Ⅱ后偏转半径又相同，则说明这些正离子具有相同的（ ）
A．质量 B．速度
C．荷质比 D．电荷
三、解答题
13．如图所示，一带电粒子质量为m、电荷量为q。从静止开始经电压为的电场加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中，偏转电压为，接着进入一个方向垂直纸面向里、宽度为D的匀强磁场区域。已知偏转电场中金属板长为L，两板间距为d，带电粒子的重力忽略不计。求：
（1）带电微粒进入偏转电场时的速率；
（2）带电微粒射出偏转电场时的侧移量y；
（3）假设该带电粒子粒子出偏转电场的偏转角为，以速度垂直磁场方向进入匀强磁场，恰好没从右边界射出磁场，求该匀强磁场的磁感应强度B。
14．如图所示，一边长为2R的正方形与半径为R的圆相切，两区域内有大小相等方向相反的匀强磁场．M是正方形左边长的中点，O点是圆的圆心，M、O、N三点共线．若把比荷为 、重力不计的两个带正电的粒子分别从M、N两点以速度 沿MON直线相向进入磁场．它们在磁场中运动相同的时间，并以相同的方向离开磁场，若从N点进入磁场的带电粒子的速度大小变为 ，并改变其速度方向，该粒子将从M点离开磁场．求：
（1）匀强磁场的磁感应强度大小；
（2）粒子从N点以进入磁场运动到M点的总时间．
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【解析】
【详解】
P点的磁感应强度等于a、b、c三个电流产生磁场的合场强．由于a、b、c三个电流强度大小相等，导线到P点的距离相等，所以三个电流产生磁场的磁感应强度大小相等．由右手定则可知，a电流产生的磁场方向垂直于纸面向里，b电流产生的磁场方向垂直于纸面向里，c电流产生的磁场方向垂直于纸面向里，所以P点的磁感应强度方向垂直于纸面向里，故A正确，BCD错误．
故选A．
2．B
【解析】
【详解】
由安培定则得电子所在导线下方的磁场垂直纸面向外，据左手定则判断出电子所受的洛伦兹力向下，即沿路径a运动，且向下运动的过程中因离导线变远，磁感应强度B变小，由
解得
知半径r变大。
故选B。
3．D
【解析】
【详解】
AB、设质子在磁场I和II中做圆周运动的轨道半径分别为 和 ,区域II中磁感应强度为B',运动轨迹如图所示：
由牛顿第二定律得: ①
②
由带电粒子才磁场中运动的对称性和几何关系可以知道,质子从A点出磁场I时的速度方向与OP的夹角为 ,故质子在磁场I中轨迹的圆心角为,如图所示:
由几何关系可知③,
在区域II中,质子运动1/4圆周, 是粒子在区域II中做圆周运动的圆心, ④
由①②③④计算得出区域II中磁感应强度为: ,故AB错误；
CD、质子在Ⅰ区运动轨迹对应的圆心角为,
在Ⅱ区运动轨迹对应的圆心角为 :,
质子在Ⅰ区的运动时间 ,
质子在Ⅱ区运动时间 ,则粒子在第一象限内的运动时间为.故C错误,D正确.
故选D
【点睛】
由几何知识作出轨迹,如图.由几何关系,得到质子在两个磁场中轨迹半径与OA的关系,由牛顿第二定律研究两个磁感应强度的关系,求解区域II中磁场的磁感应强度大小.求出质子运动轨迹所对应的圆心角,然后求出质子在磁场中做圆周运动的时间.
带电粒子通过磁场的边界时,如果边界是直线,根据圆的对称性得到,带电粒子入射速度方向与边界的夹角等于出射速度方向与边界的夹角,这在处理有界磁场的问题常常用到.
4．C
【解析】
【详解】
粒子带正电，且经过C点，其可能的轨迹如图所示：
所有圆弧所对圆心角均为60°，所以粒子运行半径：
r=（n=1，2，3，…），
粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：
qvB=m，
解得：
（n=1，2，3，…），
则的粒子不能到达C点，故ABD不合题意，C符合题意。
故选C。
【点睛】
粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力，根据题意作出粒子的运动轨迹是解题的关键，应用数学知识求出粒子的可能轨道半径，应用牛顿第二定律求出粒子的速度即可解题．
5．C
【解析】
【详解】
小球沿斜面向下运动时，静电力对小球要做正功，所以小球的机械能增加，故A错误．根据能量守恒定律，可知小球的电势能和机械能之和保持不变，故B错误．小球沿斜面向下运动时，洛伦兹力不做功，静电力对小球做正功，导致小球的机械能增加，由功能原理知，静电力做的功等于小球机械能的增加．故C正确．根据动能定理知，静电力和重力做功之和等于小球动能的增加，故D错误． 故选C．
6．C
【解析】
【详解】
根据粒子在电、磁场中的运动轨迹和左手定则可知，粒子一定带负电，选项A错误；由于洛伦兹力方向始终与速度方向垂直，故粒子受到的合力是变力，而物体只有在恒力作用下做曲线运动时，轨迹才是抛物线，选项B错误；由于空间只存在电场和磁场，粒子的速度增大，说明在此过程中电场力对带电粒子做正功，则电场线方向一定垂直等势面向左，选项C正确；电场力做正功，电势能减小，选项D错误．故选C.
【点睛】
考查由运动轨迹，结合曲线运动的条件，来确定电性及电场的方向，注意电场线与等势线垂直是解题的突破口，并掌握电场力做功与电势能及动能变化关系．
7．D
【解析】
【详解】
因为粒子做匀速直线运动，所以．无论是把粒子的入射速度增大一倍还是减半，由知，U不变，d变为d，则E变为2E，电场力变为原来的2倍，而重力没有改变，所以两个力不再平衡，粒子将向上偏转，不能再沿水平直线通过电场，故AB错误．若加一个B=垂直纸面向里的匀强磁场，由左手定则得到洛伦兹力方向向上，大小为f=qvB=qv=q，则电场力与洛伦兹力的合力大小为F+f=3q＞mg，可知，粒子将向上偏转，不能再沿水平直线通过电场，故C错误．若加一个B=垂直纸面向外的匀强磁场，粒子将多受一个洛伦兹力，其大小为f=qvB=q，由左手定则得到洛伦兹力方向向下，与重力方向相同．而此时粒子所受的电场力大小为F=2q，方向竖直向上；洛伦兹力与重力的合力大小为mg+f=2q，方向竖直向下，所以粒子所受的合力仍为零，故粒子仍能沿水平直线通过电场，故D正确．故选D．
点睛：本题通过分析粒子的受力情况，判断其运动情况；关键要知道电场力与速度无关，而洛伦兹力与速度成正比，并能由左手定则判断出洛伦兹力的方向．
8．C
【解析】
【详解】
A．由于洛伦兹力与速度垂直，故不做功，故带电粒子不能从磁场获得能量，故A错误；
BCD．由
解得
则最大动能
可知最大动能与加速器的半径、磁感线强度以及电荷的电量和质量有关，与加速电压无关；增大匀强电场，粒子射出时速度不变；增大匀强磁场，粒子射出时速度越大；故C正确，BD错误；
故选C。
9．BD
【解析】
【分析】
【详解】
A．由左手定则可知该粒子带负电，故A错误；
B．由
知
如图，由几何关系可得
故B正确；
C．由几何关系知
知
则进入磁场速度为
故C错误；
D．粒子在磁场中运动的时间
故D正确。
故选BD。
10．AD
【解析】
【分析】
电子进入磁场后受到洛伦兹力而做匀速圆周运动，根据左手定则判断磁场方向；电子在磁场中的轨迹与半径有关，由半径公式r=知，速率不同，轨迹半径不同．电子在磁场中速度方向改变的角度等于轨迹的圆心角，而电子运动时间与轨迹的圆心角成正比，据此即可分析电子在磁场中运动的长短．
【详解】
A．由图知，电子在P点受到的洛伦兹力方向沿P→O，如图，根据左手定则判断得知：匀强磁场的方向是垂直纸面向里．故A正确．
B．电子进入磁场后受到洛伦兹力而做匀速圆周运动，由半径公式r=知，轨迹半径与电子的速率成正比，速率不同，轨迹半径不同，则轨迹就不同．故B错误．
CD．根据圆的对称性可知，所有电子离开磁场时速度方向与PQ线的夹角都是θ，则所有电子的速度方向都改变了2θ，由几何知识得知，所有电子轨迹对应的圆心角都是2θ，则所有电子在磁场中运动的时间都相同．故C错误，D正确．
【点睛】
本题是磁场中直线边界问题，掌握左手定则和轨迹半径的基础上，抓住圆的对称性，确定速度的偏向角与轨迹的圆心角，即可比较磁场中运动的时间．
11．BCD
【解析】
【详解】
A．使船前进的力，是海水对超导线圈的作用力，A错误；
BC．海水的电流方向从CD板流向MN板，根据左手定则，海水所受的安培力向后，根据牛顿第三定律，海水对船的磁场力向前，使船前进，仅改变超导线圈中电流的方向，就可以改变海水对超导线圈的磁场力的方向，从而控制船前进或者倒退，BC正确；
D．根据 ，船所获得的推力，与通过海水的电流大小和超导线圈产生的磁感应强度有关，D正确。
故选BCD。
12．BC
【解析】
【详解】
在正交的电磁场区域I中，正离子不偏转，说明离子受力平衡，在区域Ⅰ中，离子受电场力和洛伦兹力，有
qvB=qE
解得
可知这些正离子具有相同的速度；进入只有匀强磁场的区域Ⅱ时，偏转半径相同，由和可得
则这些正离子具有相同的比荷与相同的速度。
故选BC。
13．（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】
（1）带电微粒经加速电场加速后速度为 ，根据动能定理
解得
（2）射出偏转电场时
加速度为
联立解得侧移量为
（3）恰好没从右边界射出磁场，则其轨迹与右边界相切，根据几何关系
根据洛伦磁力提供向心力
解得
14．（1）（2）
【解析】
【详解】
（1）如图所示，只有当带电粒子在磁场中运动圆周时，两个粒子的运动时间才相同（如图中实线），粒子在磁场中运动的向心力由洛伦兹力提供，
由几何关系可知，带电粒子做匀速圆周运动的半径
所以；
（2）如图所示，当带电粒子在圆形磁场中从N进入从M点射出，粒子在磁场中运动的向心力由洛伦兹力提供
解得
所以和都是正三角形，该粒子在两个磁场中运动的总时间，，
联立解得：．
答案第1页，共2页
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一、单选题
1．如图所示，在同一平面内互相绝缘的三根长直导线a、b、c围成一个等边三角形，三根导线内通有大小相等、方向如图所示的电流，P为等边三角形的几何中心，下列说法中正确的是（ ）
A．P点的磁感应强度方向垂直于纸面向里
B．P点的磁感应强度方向垂直于纸面向外
C．P点的磁感应强度为零
D．无法确定A点的磁感应强度方向
2．如图，水平导线中有电流I通过，导线正下方的电子初速度的方向与电流I的方向相同，则电子将（ ）
A．沿路径a运动，轨迹是圆
B．沿路径a运动，轨迹半径越来越大
C．沿路径a运动，轨迹半径越来越小
D．沿路径b运动，轨迹半径越来越小
3．如图所示，在空间有一坐标系xOy中，直线OP与x轴正方向的夹角为30o，第一象限内有两个方向都垂直纸面向外的匀强磁场区域I和II，直线OP是它们的边界，OP上方区域I中磁场的磁感应强度为B．一质量为m，电荷量为q的质子（不计重力）以速度v从O点沿与OP成30o角的方向垂直磁场进入区域I，质子先后通过磁场区域I和II后，恰好垂直打在x轴上的Q点（图中未画出），则下列说法正确的是
A．区域II中磁感应强度为
B．区域II中磁感应强度为3B
C．质子在第一象限内的运动时间为
D．质子在第一象限内的运动时间为
4．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里，两磁场的磁感应强度大小均为B．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度的粒子质量均为m、电荷量均为+q，粒子重力不计．则粒子以下列哪一速度值发射时不能通过C点（ ）
A． B． C． D．
5．如图所示，足够长的光滑绝缘斜面处于水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场中．将一带负电的小球自斜面上的某点由静止释放，小球沿斜面向下运动，以下说法正确的是（ ）
A．小球的机械能守恒
B．小球的电势能和机械能之和减少
C．静电力做的功等于小球机械能的增加
D．静电力做的功等于小球动能的增加
6．如图所示，空间存在互相垂直的匀强电场和匀强磁场，图中虚线为匀强电场的等势线，一不计重力的带电粒子在M点以某一初速度垂直等势线进入正交电磁场中，运动轨迹如图所示(粒子在N点的速度比在M点的速度大)．则下列说法正确的是( )
A．粒子一定带正电
B．粒子的运动轨迹一定是抛物线
C．电场线方向一定垂直等势面向左
D．粒子从M点运动到N点的过程中电势能增大
7．如图所示，平行板电容器M,N相距为d，电势差为U， -质量为m，电荷量为q带正电荷要使微粒仍能沿水平直线v做匀速直线运动通过两板．若把两板距离减半，电势差不变，要使微粒仍能沿水平直线通过电场，可采取的措施为
A．把入射速度增大一倍
B．把入射速度减半
C．再添加一个，垂直纸面向里的匀强磁场
D．再添加一个，垂直纸面向外的匀强磁场
8．回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示，它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近，分别和高频交流电源相连接，两盒间的窄缝中形成匀强电场，使带电粒子每次通过窄缝都得到加速。两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，带电粒子在磁场中做圆周运动，通过两盒间的窄缝时反复被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出。下列关于回旋加速器说法正确的是（ ）
A．带电粒子从磁场获得能量
B．增大匀强电场，粒子射出时速度越大
C．增大匀强磁场，粒子射出时速度越大
D．因为洛伦兹力不做功，粒子射出时的速度与磁场无关
二、多选题
9．如图，半径为R的圆形区域内有方向垂直于纸面向里的匀强磁场，某质量为m、带电量为q的粒子从圆上P点沿半径方向以速度v。射入匀强磁场，粒子从Q点飞出，速度偏转角为60°。现将该粒子从P点以另一速度沿半径方向射入匀强磁场，粒子离开磁场时，速度偏转角为120°，不计粒子重力。则（ ）
A．该粒子带正电
B．匀强磁场的磁感应强度为
C．该粒子第二次射入磁场的速度为
D．该粒子第二次在磁场中运动的时间为
10．空间虚线上方存在匀强磁场，磁感应强度为B；一群电子以不同速率v从边界上的P点以相同的方向射入磁场．其中某一速率v0的电子从Q点射出，如图所示．已知电子入射方向与边界夹角为θ，则由以上条件可判断（ ）
A．该匀强磁场的方向是垂直纸面向里
B．所有电子在磁场中的轨迹相同
C．速率大于v0的电子在磁场中运动时间长
D．所有电子的速度方向都改变了2θ
11．超导电磁船是一种不需要螺旋桨推进的低噪音新型船，如图是电磁船的简化原理图，MN和CD是与电源相连的导体板，MN与CD之间部分区域浸没在海水中并有垂直纸面向里的匀强磁场（磁场由固定在船上的超导线圈产生，其独立电路部分未画出），以下说法正确的是（ ）
A．使船前进的力，是磁场对海水的安培力
B．要使船前进，海水的电流方向从CD板流向MN板
C．仅改变超导线圈中电流的方向，可控制船前进或倒退
D．船所获得的推力，与通过海水的电流大小和超导线圈产生的磁感应强度有关
12．如图所示，有一混合正离子束先后通过正交电场磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ，如果这束正离子束在区域Ⅰ中不偏转，进入区域Ⅱ后偏转半径又相同，则说明这些正离子具有相同的（ ）
A．质量 B．速度
C．荷质比 D．电荷
三、解答题
13．如图所示，一带电粒子质量为m、电荷量为q。从静止开始经电压为的电场加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中，偏转电压为，接着进入一个方向垂直纸面向里、宽度为D的匀强磁场区域。已知偏转电场中金属板长为L，两板间距为d，带电粒子的重力忽略不计。求：
（1）带电微粒进入偏转电场时的速率；
（2）带电微粒射出偏转电场时的侧移量y；
（3）假设该带电粒子粒子出偏转电场的偏转角为，以速度垂直磁场方向进入匀强磁场，恰好没从右边界射出磁场，求该匀强磁场的磁感应强度B。
14．如图所示，一边长为2R的正方形与半径为R的圆相切，两区域内有大小相等方向相反的匀强磁场．M是正方形左边长的中点，O点是圆的圆心，M、O、N三点共线．若把比荷为 、重力不计的两个带正电的粒子分别从M、N两点以速度 沿MON直线相向进入磁场．它们在磁场中运动相同的时间，并以相同的方向离开磁场，若从N点进入磁场的带电粒子的速度大小变为 ，并改变其速度方向，该粒子将从M点离开磁场．求：
（1）匀强磁场的磁感应强度大小；
（2）粒子从N点以进入磁场运动到M点的总时间．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【解析】
【详解】
P点的磁感应强度等于a、b、c三个电流产生磁场的合场强．由于a、b、c三个电流强度大小相等，导线到P点的距离相等，所以三个电流产生磁场的磁感应强度大小相等．由右手定则可知，a电流产生的磁场方向垂直于纸面向里，b电流产生的磁场方向垂直于纸面向里，c电流产生的磁场方向垂直于纸面向里，所以P点的磁感应强度方向垂直于纸面向里，故A正确，BCD错误．
故选A．
2．B
【解析】
【详解】
由安培定则得电子所在导线下方的磁场垂直纸面向外，据左手定则判断出电子所受的洛伦兹力向下，即沿路径a运动，且向下运动的过程中因离导线变远，磁感应强度B变小，由
解得
知半径r变大。
故选B。
3．D
【解析】
【详解】
AB、设质子在磁场I和II中做圆周运动的轨道半径分别为 和 ,区域II中磁感应强度为B',运动轨迹如图所示：
由牛顿第二定律得: ①
②
由带电粒子才磁场中运动的对称性和几何关系可以知道,质子从A点出磁场I时的速度方向与OP的夹角为 ,故质子在磁场I中轨迹的圆心角为,如图所示:
由几何关系可知③,
在区域II中,质子运动1/4圆周, 是粒子在区域II中做圆周运动的圆心, ④
由①②③④计算得出区域II中磁感应强度为: ,故AB错误；
CD、质子在Ⅰ区运动轨迹对应的圆心角为,
在Ⅱ区运动轨迹对应的圆心角为 :,
质子在Ⅰ区的运动时间 ,
质子在Ⅱ区运动时间 ,则粒子在第一象限内的运动时间为.故C错误,D正确.
故选D
【点睛】
由几何知识作出轨迹,如图.由几何关系,得到质子在两个磁场中轨迹半径与OA的关系,由牛顿第二定律研究两个磁感应强度的关系,求解区域II中磁场的磁感应强度大小.求出质子运动轨迹所对应的圆心角,然后求出质子在磁场中做圆周运动的时间.
带电粒子通过磁场的边界时,如果边界是直线,根据圆的对称性得到,带电粒子入射速度方向与边界的夹角等于出射速度方向与边界的夹角,这在处理有界磁场的问题常常用到.
4．C
【解析】
【详解】
粒子带正电，且经过C点，其可能的轨迹如图所示：
所有圆弧所对圆心角均为60°，所以粒子运行半径：
r=（n=1，2，3，…），
粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：
qvB=m，
解得：
（n=1，2，3，…），
则的粒子不能到达C点，故ABD不合题意，C符合题意。
故选C。
【点睛】
粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力，根据题意作出粒子的运动轨迹是解题的关键，应用数学知识求出粒子的可能轨道半径，应用牛顿第二定律求出粒子的速度即可解题．
5．C
【解析】
【详解】
小球沿斜面向下运动时，静电力对小球要做正功，所以小球的机械能增加，故A错误．根据能量守恒定律，可知小球的电势能和机械能之和保持不变，故B错误．小球沿斜面向下运动时，洛伦兹力不做功，静电力对小球做正功，导致小球的机械能增加，由功能原理知，静电力做的功等于小球机械能的增加．故C正确．根据动能定理知，静电力和重力做功之和等于小球动能的增加，故D错误． 故选C．
6．C
【解析】
【详解】
根据粒子在电、磁场中的运动轨迹和左手定则可知，粒子一定带负电，选项A错误；由于洛伦兹力方向始终与速度方向垂直，故粒子受到的合力是变力，而物体只有在恒力作用下做曲线运动时，轨迹才是抛物线，选项B错误；由于空间只存在电场和磁场，粒子的速度增大，说明在此过程中电场力对带电粒子做正功，则电场线方向一定垂直等势面向左，选项C正确；电场力做正功，电势能减小，选项D错误．故选C.
【点睛】
考查由运动轨迹，结合曲线运动的条件，来确定电性及电场的方向，注意电场线与等势线垂直是解题的突破口，并掌握电场力做功与电势能及动能变化关系．
7．D
【解析】
【详解】
因为粒子做匀速直线运动，所以．无论是把粒子的入射速度增大一倍还是减半，由知，U不变，d变为d，则E变为2E，电场力变为原来的2倍，而重力没有改变，所以两个力不再平衡，粒子将向上偏转，不能再沿水平直线通过电场，故AB错误．若加一个B=垂直纸面向里的匀强磁场，由左手定则得到洛伦兹力方向向上，大小为f=qvB=qv=q，则电场力与洛伦兹力的合力大小为F+f=3q＞mg，可知，粒子将向上偏转，不能再沿水平直线通过电场，故C错误．若加一个B=垂直纸面向外的匀强磁场，粒子将多受一个洛伦兹力，其大小为f=qvB=q，由左手定则得到洛伦兹力方向向下，与重力方向相同．而此时粒子所受的电场力大小为F=2q，方向竖直向上；洛伦兹力与重力的合力大小为mg+f=2q，方向竖直向下，所以粒子所受的合力仍为零，故粒子仍能沿水平直线通过电场，故D正确．故选D．
点睛：本题通过分析粒子的受力情况，判断其运动情况；关键要知道电场力与速度无关，而洛伦兹力与速度成正比，并能由左手定则判断出洛伦兹力的方向．
8．C
【解析】
【详解】
A．由于洛伦兹力与速度垂直，故不做功，故带电粒子不能从磁场获得能量，故A错误；
BCD．由
解得
则最大动能
可知最大动能与加速器的半径、磁感线强度以及电荷的电量和质量有关，与加速电压无关；增大匀强电场，粒子射出时速度不变；增大匀强磁场，粒子射出时速度越大；故C正确，BD错误；
故选C。
9．BD
【解析】
【分析】
【详解】
A．由左手定则可知该粒子带负电，故A错误；
B．由
知
如图，由几何关系可得
故B正确；
C．由几何关系知
知
则进入磁场速度为
故C错误；
D．粒子在磁场中运动的时间
故D正确。
故选BD。
10．AD
【解析】
【分析】
电子进入磁场后受到洛伦兹力而做匀速圆周运动，根据左手定则判断磁场方向；电子在磁场中的轨迹与半径有关，由半径公式r=知，速率不同，轨迹半径不同．电子在磁场中速度方向改变的角度等于轨迹的圆心角，而电子运动时间与轨迹的圆心角成正比，据此即可分析电子在磁场中运动的长短．
【详解】
A．由图知，电子在P点受到的洛伦兹力方向沿P→O，如图，根据左手定则判断得知：匀强磁场的方向是垂直纸面向里．故A正确．
B．电子进入磁场后受到洛伦兹力而做匀速圆周运动，由半径公式r=知，轨迹半径与电子的速率成正比，速率不同，轨迹半径不同，则轨迹就不同．故B错误．
CD．根据圆的对称性可知，所有电子离开磁场时速度方向与PQ线的夹角都是θ，则所有电子的速度方向都改变了2θ，由几何知识得知，所有电子轨迹对应的圆心角都是2θ，则所有电子在磁场中运动的时间都相同．故C错误，D正确．
【点睛】
本题是磁场中直线边界问题，掌握左手定则和轨迹半径的基础上，抓住圆的对称性，确定速度的偏向角与轨迹的圆心角，即可比较磁场中运动的时间．
11．BCD
【解析】
【详解】
A．使船前进的力，是海水对超导线圈的作用力，A错误；
BC．海水的电流方向从CD板流向MN板，根据左手定则，海水所受的安培力向后，根据牛顿第三定律，海水对船的磁场力向前，使船前进，仅改变超导线圈中电流的方向，就可以改变海水对超导线圈的磁场力的方向，从而控制船前进或者倒退，BC正确；
D．根据 ，船所获得的推力，与通过海水的电流大小和超导线圈产生的磁感应强度有关，D正确。
故选BCD。
12．BC
【解析】
【详解】
在正交的电磁场区域I中，正离子不偏转，说明离子受力平衡，在区域Ⅰ中，离子受电场力和洛伦兹力，有
qvB=qE
解得
可知这些正离子具有相同的速度；进入只有匀强磁场的区域Ⅱ时，偏转半径相同，由和可得
则这些正离子具有相同的比荷与相同的速度。
故选BC。
13．（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】
（1）带电微粒经加速电场加速后速度为 ，根据动能定理
解得
（2）射出偏转电场时
加速度为
联立解得侧移量为
（3）恰好没从右边界射出磁场，则其轨迹与右边界相切，根据几何关系
根据洛伦磁力提供向心力
解得
14．（1）（2）
【解析】
【详解】
（1）如图所示，只有当带电粒子在磁场中运动圆周时，两个粒子的运动时间才相同（如图中实线），粒子在磁场中运动的向心力由洛伦兹力提供，
由几何关系可知，带电粒子做匀速圆周运动的半径
所以；
（2）如图所示，当带电粒子在圆形磁场中从N进入从M点射出，粒子在磁场中运动的向心力由洛伦兹力提供
解得
所以和都是正三角形，该粒子在两个磁场中运动的总时间，，
联立解得：．
答案第1页，共2页
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