第2节洛伦兹力 同步练习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第2节洛伦兹力 同步练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 778.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-01 15:38:14 | ||
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文档简介
2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第二册第一章第2节洛伦兹力
过 关 演 练
一、单选题
1． 如图所示，是一荧光屏，当电子打到荧光屏上时，荧光屏能够发光。的上方有磁感应强度为的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，为屏上一小孔，与垂直。一群质量为、电荷量为的电子，以相同的速率从处垂直于磁场方向射入磁场区域，且入射方向在与夹角为的范围内。不计电子受到的重力、阻力及相互作用力，则以下说法正确的是（ ）
A．电子在磁场中运动的最短时间为
B．电子在磁场中运动的最长时间为
C．电子运动过程中距荧光屏的最大距离为
D．在荧光屏上将出现一条亮线，其长度为
2． 如图所示，氕核和氘核分别垂直进入同一匀强磁场中做匀速圆周运动，则（ ）
A．氕核和氘核做圆周运动的周期之比为2∶1
B．若入射速率相等，氕核和氘核做圆周运动的角速度相同
C．若质量和速率的乘积相等，氕核和氘核的圆周半径相等
D．增大入射速率，它们的周期也会增大
3． MN是匀强磁场中的一块薄金属板，一带电粒子（不计重力）在磁场中运动并穿过金属板后，速率将会减小，电荷量保持不变，若其运动轨迹如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．粒子带正电
B．粒子的运动方向是edcba
C．粒子的运动方向是 abcde
D．粒子通过上半周所用时间比下半周所用时间短
4． 如图，虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点，大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点，在纸面内沿不同方向射入磁场。若粒子射入速率为v1，这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上；若粒子射入速率为v2，相应的出射点分布在三分之一圆周上。不计重力及带电粒子之间的相互作用。则这两种情况下带电粒子从P点射入到距P点最远处射出，其在磁场中所经历的时间比t1∶t2为（ ）
A．1∶2 B．2∶1 C．∶1 D．1∶1
5． 如图所示，在正方体的四条沿x轴方向的棱上，分别固定四根通有等大电流I0的等长导线。正方体的中心点P处有不断沿y轴正方向喷射粒子的粒子源，关于粒子刚被喷出时所受到的洛伦兹力方向，下列说法中正确的是（ ）
A．若粒子带正电，其所受的洛伦兹力方向沿z轴正方向
B．若粒子带正电，其所受的洛伦兹力方向沿x轴正方向
C．若粒子带负电，其所受的洛伦兹力方向沿x轴正方向
D．若粒子带负电，其所受的洛伦兹力方向沿z轴负方向
6． 真空中竖直放置一通电长直细导线，俯视图如图所示。以导线为圆心作圆，光滑绝缘管ab水平放置，两端恰好在圆周上。半径略小于绝缘管半径的带正电小球自a端以速度v0向b端运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小球先加速后减速
B．小球受到的洛伦兹力始终为零
C．小球在ab中点受到的洛伦兹力为零
D．小球受到洛伦兹力时，洛伦兹力方向竖直向外
7． 如图所示，MN为铝质薄平板，铝板上方和下方分别有垂直于纸面的匀强磁场（未画出）。一带电粒子从紧贴铝板上表面的P点垂直于铝板向上射出，从Q点穿越铝板后到达PQ的中点O。已知粒子穿越铝板时，其动能损失一半，速度方向和电荷量不变，不计重力。铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为（ ）
A．1∶2 B．2∶1 C．∶2 D．∶1
8． 甲图是示波器的结构示意图，乙图是电视机显像管的结构示意图。二者相同的部分是电子枪（给电子加速形成电子束）和荧光屏（电子打在上面形成亮斑）；不同的是使电子束发生偏转的部分；示波器是利用电场使电子偏转（偏转电极），显像管是利用磁场使电子偏转（偏转线圈）。关于电子束从电子枪射出后到打在荧光屏上点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．甲图中电子通过偏转电极速度发生了变化，乙图中电子通过偏转线圈速度没有变化
B．电子在通过两种装置的过程中运动轨迹是完全相同的
C．打在荧光屏上的电子，甲图中电子动能发生了变化，乙图中电子的动能没有变化
D．甲图中电子在偏转电极间做匀速圆周运动，乙图中电子通过偏转线圈做类平抛运动
9． 如图，在阴极射线管正下方平行放置一根通有足够强电流的长直导线，且导线中电流方向水平向右，则阴极射线将会（ ）
A．向上偏转 B．向下偏转 C．向纸内偏转 D．向纸外偏转
10．如图所示，虚线左侧的匀强磁场磁感应强度为，虚线右侧的匀强磁场磁感应强度为，且，当不计重力的带电粒子从磁场区域运动到磁场区域时，粒子的（ ）
A．速率将加倍 B．轨迹半径将减半
C．周期将加倍 D．做圆周运动的角速度将减半
二、多选题
11．科研人员将均匀涂抹荧光物质的绝缘圆环平放于水平桌面上，如图a所示，圆环半径为R。空间有一垂直于桌面的匀强磁场，磁感应强度大小为B。A为圆环边界上的一点，大量相同的带电粒子以相同的速率经过A点，沿不同方向垂直磁场射入圆环内，科研人员观测到整个圆环发出淡淡的荧光（高速微观粒子打在荧光物质上会将动能转化为光能），且粒子在圆环内磁场中运动的最长时间为t。若将圆环更换成半径为的圆环时，如图b所示，观测到只有四分之一的圆环有荧光发出，不计重力及带电粒子之间的相互作用，则（ ）
A．粒子在磁场中做圆周运动的周期T=6t
B．粒子在磁场中做圆周运动的半径
C．粒子在磁场中做圆周运动的速度
D．该粒子的比荷
12．静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核放出一个α粒子，其速度方向与磁场方向垂直。测得α粒子与反冲核轨道半径之比为30∶1，如图所示，则（ ）
A．反冲核的原子序数为62
B．原放射性元素的原子序数是62
C．反冲核与α粒子的速率之比为1∶62
D．α粒子和反冲核的动量大小相等、方向相反
13．如图所示，薄铅板两侧存在磁感应强度大小为B、方向相反的两个匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，磁感线平行于薄铅板，一个质量为m、电荷量为q的粒子，从薄铅板上a点开始以一定的速度，垂直于薄铅板在Ⅰ区域开始运动，经过一段时间，从b点穿透薄铅板进入Ⅱ区域，在Ⅱ区域运动一段时间之后打在薄铅板上c点不再运动。已知a、b间距离为L，b、c间距离为，则（ ）
A．粒子带正电
B．粒子从a点运动到c点的时间为
C．若粒子穿过薄铅板时损耗的能量的更少，那么将会更早再次到达薄铅板
D．粒子在Ⅰ区域的速度大小为
14．下列说法中正确的是（ ）
A．运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛伦兹力的作用
B．运动电荷在某处不受洛伦兹力作用，则该处的磁感应强度可能不为零
C．洛伦兹力既不能改变带电粒子的动能，也不能改变带电粒子的速度
D．洛伦兹力对带电粒子不做功
15．关于静电场和磁场对电荷的作用力，下列说法正确的是（ ）
A．带电粒子在电场中一定受电场力的作用在磁场中也一定受洛伦兹力的作用
B．带电粒子在电场中运动时电场力可能不做功在磁场中运动时洛伦兹力一定不做功
C．运动的正电荷受电场力的方向与电场强度方向相同，受洛伦兹力的方向与磁感应强度方向相同
D．运动的负电荷受电场力的方向与电场强度方向相反，受洛伦兹力的方向与磁感应强度方向垂直
三、解答题
16．如图所示，在B=9.1×10-4T的匀强磁场中，CD是垂直于磁场方向上的同一平面上的两点，相距d=0.05m，磁场中运动的电子经过C时，速度方向与CD成30°角，而后又通过D点，求：
（1）在图中标出电子在C点受洛伦兹力的方向。
（2）电子在磁场中运动的速度大小。
（3）电子从C点到D点经历的时间。（电子的质量m=9.1×10-31kg，电量大小e=1.6×10-19C）
17．如图，一段横截面积为、长为的直导线，单位体积内有个自由电子，电子电量为.该导线通有电流时，假设自由电子定向移动的速率均为。将导线放置在磁感应强度为的匀强磁场中，且电流方向与垂直。导线所受安培力大小为，导线内自由电子所受洛伦兹力大小的总和为。
（1）求时间内通过导体横截面的电流；
（2）推导。
2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第二册第一章第2节洛伦兹力（参考答案）
一、单选题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C C B D C C C C B B
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 AC BD BD BD BD
三、解答题
16．（1）；（2）；（3）6.5×10-9s
17．（1）；（2）每个自由电子所受的洛伦兹力
设导体中共有个自由电子
导体内自由电子所受洛伦兹力大小的总和
由安培力公式，有
得
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过 关 演 练
一、单选题
1． 如图所示，是一荧光屏，当电子打到荧光屏上时，荧光屏能够发光。的上方有磁感应强度为的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，为屏上一小孔，与垂直。一群质量为、电荷量为的电子，以相同的速率从处垂直于磁场方向射入磁场区域，且入射方向在与夹角为的范围内。不计电子受到的重力、阻力及相互作用力，则以下说法正确的是（ ）
A．电子在磁场中运动的最短时间为
B．电子在磁场中运动的最长时间为
C．电子运动过程中距荧光屏的最大距离为
D．在荧光屏上将出现一条亮线，其长度为
2． 如图所示，氕核和氘核分别垂直进入同一匀强磁场中做匀速圆周运动，则（ ）
A．氕核和氘核做圆周运动的周期之比为2∶1
B．若入射速率相等，氕核和氘核做圆周运动的角速度相同
C．若质量和速率的乘积相等，氕核和氘核的圆周半径相等
D．增大入射速率，它们的周期也会增大
3． MN是匀强磁场中的一块薄金属板，一带电粒子（不计重力）在磁场中运动并穿过金属板后，速率将会减小，电荷量保持不变，若其运动轨迹如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．粒子带正电
B．粒子的运动方向是edcba
C．粒子的运动方向是 abcde
D．粒子通过上半周所用时间比下半周所用时间短
4． 如图，虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点，大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点，在纸面内沿不同方向射入磁场。若粒子射入速率为v1，这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上；若粒子射入速率为v2，相应的出射点分布在三分之一圆周上。不计重力及带电粒子之间的相互作用。则这两种情况下带电粒子从P点射入到距P点最远处射出，其在磁场中所经历的时间比t1∶t2为（ ）
A．1∶2 B．2∶1 C．∶1 D．1∶1
5． 如图所示，在正方体的四条沿x轴方向的棱上，分别固定四根通有等大电流I0的等长导线。正方体的中心点P处有不断沿y轴正方向喷射粒子的粒子源，关于粒子刚被喷出时所受到的洛伦兹力方向，下列说法中正确的是（ ）
A．若粒子带正电，其所受的洛伦兹力方向沿z轴正方向
B．若粒子带正电，其所受的洛伦兹力方向沿x轴正方向
C．若粒子带负电，其所受的洛伦兹力方向沿x轴正方向
D．若粒子带负电，其所受的洛伦兹力方向沿z轴负方向
6． 真空中竖直放置一通电长直细导线，俯视图如图所示。以导线为圆心作圆，光滑绝缘管ab水平放置，两端恰好在圆周上。半径略小于绝缘管半径的带正电小球自a端以速度v0向b端运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小球先加速后减速
B．小球受到的洛伦兹力始终为零
C．小球在ab中点受到的洛伦兹力为零
D．小球受到洛伦兹力时，洛伦兹力方向竖直向外
7． 如图所示，MN为铝质薄平板，铝板上方和下方分别有垂直于纸面的匀强磁场（未画出）。一带电粒子从紧贴铝板上表面的P点垂直于铝板向上射出，从Q点穿越铝板后到达PQ的中点O。已知粒子穿越铝板时，其动能损失一半，速度方向和电荷量不变，不计重力。铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为（ ）
A．1∶2 B．2∶1 C．∶2 D．∶1
8． 甲图是示波器的结构示意图，乙图是电视机显像管的结构示意图。二者相同的部分是电子枪（给电子加速形成电子束）和荧光屏（电子打在上面形成亮斑）；不同的是使电子束发生偏转的部分；示波器是利用电场使电子偏转（偏转电极），显像管是利用磁场使电子偏转（偏转线圈）。关于电子束从电子枪射出后到打在荧光屏上点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．甲图中电子通过偏转电极速度发生了变化，乙图中电子通过偏转线圈速度没有变化
B．电子在通过两种装置的过程中运动轨迹是完全相同的
C．打在荧光屏上的电子，甲图中电子动能发生了变化，乙图中电子的动能没有变化
D．甲图中电子在偏转电极间做匀速圆周运动，乙图中电子通过偏转线圈做类平抛运动
9． 如图，在阴极射线管正下方平行放置一根通有足够强电流的长直导线，且导线中电流方向水平向右，则阴极射线将会（ ）
A．向上偏转 B．向下偏转 C．向纸内偏转 D．向纸外偏转
10．如图所示，虚线左侧的匀强磁场磁感应强度为，虚线右侧的匀强磁场磁感应强度为，且，当不计重力的带电粒子从磁场区域运动到磁场区域时，粒子的（ ）
A．速率将加倍 B．轨迹半径将减半
C．周期将加倍 D．做圆周运动的角速度将减半
二、多选题
11．科研人员将均匀涂抹荧光物质的绝缘圆环平放于水平桌面上，如图a所示，圆环半径为R。空间有一垂直于桌面的匀强磁场，磁感应强度大小为B。A为圆环边界上的一点，大量相同的带电粒子以相同的速率经过A点，沿不同方向垂直磁场射入圆环内，科研人员观测到整个圆环发出淡淡的荧光（高速微观粒子打在荧光物质上会将动能转化为光能），且粒子在圆环内磁场中运动的最长时间为t。若将圆环更换成半径为的圆环时，如图b所示，观测到只有四分之一的圆环有荧光发出，不计重力及带电粒子之间的相互作用，则（ ）
A．粒子在磁场中做圆周运动的周期T=6t
B．粒子在磁场中做圆周运动的半径
C．粒子在磁场中做圆周运动的速度
D．该粒子的比荷
12．静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核放出一个α粒子，其速度方向与磁场方向垂直。测得α粒子与反冲核轨道半径之比为30∶1，如图所示，则（ ）
A．反冲核的原子序数为62
B．原放射性元素的原子序数是62
C．反冲核与α粒子的速率之比为1∶62
D．α粒子和反冲核的动量大小相等、方向相反
13．如图所示，薄铅板两侧存在磁感应强度大小为B、方向相反的两个匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，磁感线平行于薄铅板，一个质量为m、电荷量为q的粒子，从薄铅板上a点开始以一定的速度，垂直于薄铅板在Ⅰ区域开始运动，经过一段时间，从b点穿透薄铅板进入Ⅱ区域，在Ⅱ区域运动一段时间之后打在薄铅板上c点不再运动。已知a、b间距离为L，b、c间距离为，则（ ）
A．粒子带正电
B．粒子从a点运动到c点的时间为
C．若粒子穿过薄铅板时损耗的能量的更少，那么将会更早再次到达薄铅板
D．粒子在Ⅰ区域的速度大小为
14．下列说法中正确的是（ ）
A．运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛伦兹力的作用
B．运动电荷在某处不受洛伦兹力作用，则该处的磁感应强度可能不为零
C．洛伦兹力既不能改变带电粒子的动能，也不能改变带电粒子的速度
D．洛伦兹力对带电粒子不做功
15．关于静电场和磁场对电荷的作用力，下列说法正确的是（ ）
A．带电粒子在电场中一定受电场力的作用在磁场中也一定受洛伦兹力的作用
B．带电粒子在电场中运动时电场力可能不做功在磁场中运动时洛伦兹力一定不做功
C．运动的正电荷受电场力的方向与电场强度方向相同，受洛伦兹力的方向与磁感应强度方向相同
D．运动的负电荷受电场力的方向与电场强度方向相反，受洛伦兹力的方向与磁感应强度方向垂直
三、解答题
16．如图所示，在B=9.1×10-4T的匀强磁场中，CD是垂直于磁场方向上的同一平面上的两点，相距d=0.05m，磁场中运动的电子经过C时，速度方向与CD成30°角，而后又通过D点，求：
（1）在图中标出电子在C点受洛伦兹力的方向。
（2）电子在磁场中运动的速度大小。
（3）电子从C点到D点经历的时间。（电子的质量m=9.1×10-31kg，电量大小e=1.6×10-19C）
17．如图，一段横截面积为、长为的直导线，单位体积内有个自由电子，电子电量为.该导线通有电流时，假设自由电子定向移动的速率均为。将导线放置在磁感应强度为的匀强磁场中，且电流方向与垂直。导线所受安培力大小为，导线内自由电子所受洛伦兹力大小的总和为。
（1）求时间内通过导体横截面的电流；
（2）推导。
2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第二册第一章第2节洛伦兹力（参考答案）
一、单选题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C C B D C C C C B B
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 AC BD BD BD BD
三、解答题
16．（1）；（2）；（3）6.5×10-9s
17．（1）；（2）每个自由电子所受的洛伦兹力
设导体中共有个自由电子
导体内自由电子所受洛伦兹力大小的总和
由安培力公式，有
得
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