选择性必修第二册1.2洛伦兹力(word版含答案)

选择性必修第二册 1.2 洛伦兹力
一、单选题
1．如图所示，足够长粗糙绝缘倾斜木板与水平面夹角为，一个质量为的物块刚好可以沿匀速下滑。让物块带上电荷量为的正电，整个装置置于垂直纸面向里的匀强磁场中。时给物块一个沿木板向下的初速度，物块运动的图像可能是（　　）
A． B．
C． D．
2．如图所示，虚线上方存在垂直纸面的匀强磁场（具体方向未知），磁感应强度大小为B，一比荷为k的带负电粒子由虚线上的M点垂直磁场射入，经过一段时间该粒子经过N点（图中未画出），速度方向与虚线平行向右，忽粒子的重力。则下列说法正确的是（　　）
A．磁场的方向垂直纸面向外
B．粒子由M运动到N的时间为
C．如果N点到虚线的距离为L，则粒子在磁场中圆周运动半径为2L
D．如果N点到虚线的距离为L，则粒子射入磁场的速度大小为kBL
3．如图所示，带负电的小球用绝缘丝线悬挂于O点在匀强磁场中摆动，当小球每次通过最低点A时（　　）
A．摆球受到的磁场力相同
B．摆球的动能相同
C．摆球的速度相同
D．向右摆动通过A点时悬线的拉力等于向左摆动通过A点时悬线的拉力
4．如图所示，MN是磁感应强度为B的匀强磁场的边界。一质量为m、电荷量为q的粒子在纸面内从O点射入磁场。若粒子速度为v0，最远能落在边界上的A点。下列说法正确的有（　　）
A．若粒子落在A点的右侧，其速度一定大于v0
B．若粒子落在A点的左侧，其速度一定小于v0
C．若粒子落在A点左、右两侧d的范围内，其速度可能小于
D．若粒子落在A点左、右两侧d的范围内，其速度不可能大于v0+
5．匀强磁场垂直纸面向里，在磁场中某点同时释放两个带电粒子a和b，速度大小和方向均相同，运动轨迹如图所示。不计带电粒子的重力，下列判断正确的是（　　）
A．粒子a带正电，粒子b带负电 B．粒子a的比荷（）较大
C．粒子b的运动周期较大 D．粒子b的向心加速度较小
6．下列说法正确的是（　　）
A．运动电荷在磁场中一定受洛伦兹力
B．通电直导线在磁场中一定受安培力
C．洛伦兹力一定不做功
D．安培力一定做负功
7．如图所示，直角三角形区域中存在一匀强磁场，比荷相同的两个粒子从点沿方向射入磁场，分别从边上的、两点射出，则（　　）
A．从点射出的粒子速度大
B．从点射出的粒子速度大
C．从点射出的粒子在磁场中运动的时间长
D．从点射出的粒子在磁场中运动的时间长
8．如图所示，一束由质子、电子和粒子组成的射线，在正交的电磁场中沿直线从点射入磁场形成3条径迹，下列说法正确的是（ ）
A．2是粒子的径迹 B．3是质子的径迹
C．1是粒子的径迹 D．2是质子的径迹
9．如图所示，将含有大量正、负带电粒子及不带电粒子的气体以大小相同的速度喷入云雾室里，观察到有两个粒子的径迹弯曲程度相同，但弯曲方向相反。已知云雾室中匀强磁场方向垂直纸面向里，则下列说法正确的是（　　）
A．粒子①受到的洛伦兹力可能指向右侧 B．粒子②一定带正电
C．粒子①和②的质量一定相等 D．粒子①和②的电荷量一定相等
10．下列说法正确的是（　　）
A．点电荷在电场中所受电场力的方向一定与电场线方向相同
B．运动的点电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向可能与磁感线方向相同
C．运动的点电荷在磁感应强度不为零的磁场中受到的洛伦兹力一定不为零
D．通电长直导线在磁感应强度不为零的地方受到的安培力可能为零
11．下列说法中正确的是（　　）
A．如果把+q改为 q，且速度反向，大小不变，则洛伦兹力的大小、方向均不变
B．带电粒子在匀强磁场中运动，只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同
C．洛伦兹力方向一定与带电粒子速度方向垂直，磁场方向一定与带电粒子运动方向垂直
D．带电粒子在只受到洛伦兹力作用下，运动的动能、速度均不变
12．如图所示，用洛伦兹力演示仪可以观察电子在磁场中的运动径迹。图甲是洛伦兹力演示仪的实物图，图乙是结构示意图。励磁线圈通电后可以产生垂直纸面的匀强磁场，励磁线圈中的电流越大，产生的磁场越强。图乙中电子经电子枪中的加速电场加速后水平向左垂直磁感线方向射入磁场。图丙是励磁线圈示意图。下列关于实验现象和分析正确的是（　　）
A．仅增大励磁线圈中的电流，电子束径迹的半径变大
B．仅升高电子枪加速电场的电压，电子束径迹的半径变大
C．仅使电子枪加速电压增加到原来的2倍，电子束径迹的半径也增加到原来的2倍。
D．要使电子形成如图乙的运动径迹，图乙中励磁线圈应通以（沿垂直纸面向里方向观察）逆时针方向的电流
13．研究某种射线装置的示意图如图所示。射线源发出的粒子以一定的初速度沿直线射到荧光屏上的中央O点，出现一个亮点，粒子的重力不计。在板间加上垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场后，射线在板间做半径为r的圆周运动，然后打在荧光屏的P点。若在板间再加上一个竖直向下电场强度为E的匀强电场，亮点又恰好回到O点，由此可知该粒子（ ）
A．带负电
B．初速度为
C．比荷为
D．增大E或B，可以让粒子向纸内偏转
14．如图所示，在的区域内存在与平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B．在时刻，从原点O发射一束等速率的相同的带电粒子，速度方向与y轴正方向的夹角分布在范围内。其中，沿y轴正方向发射的粒子在时刻刚好从磁场右边界上点离开磁场，不计粒子重力，下列说法正确的是（　　）
A．粒子在磁场中做圆周运动的半径为
B．粒子的发射速度大小为
C．带电粒子的荷质比为
D．带电粒子在磁场中运动的最长时间为
15．如图所示，一个有理想边界、磁感应强度的矩形匀强磁场区域，对角线放一个挡板，，左边有一个宽度等于的线状粒子源，可以水平向右发射速度的粒子，粒子的质量，电荷量，不计粒子的重力和粒子间的相互作用，在挡板上能打上粒子部分的长度是（　　）
A． B． C． D．
二、填空题
16．A、B是两种同位素的原子核，它们电荷相同，质量不相等。让A、B以相同的速度先后从S点沿着与磁场垂直的方向进入匀强磁场，它们的运动轨迹如图中虚线所示，则A、B的质量大小关系mA_______mB（填“>”“二”或“<”），A、B在磁场中运动的时间大小关系tA_______tB（填“>”“二”或“<”）
17．如图xOy平面内有向里的匀强磁场，磁感应强度B=0.1T，在y轴上有一粒子源，坐标为(0，0. 2m)，粒子源可以在xoy平面内向各个方向均匀射出质量m=6. 410-27kg、带电量q=+3. 210-19C、速度v=1. 0106m/s的带电粒子，一足够长薄感光板从图中较远处沿x轴负方向向左缓慢移动，其下表面和上表面先后被粒子击中并吸收粒子，不考虑粒子间的相互作用，（），求：
（1）带电粒子在磁场中运动的半径______及下表面被粒子击中时感光板左端点位置______；
（2）在整个过程中击中感光板的粒子运动的最长时间________；
（3）当薄板左端运动到(-0. 2m，0)点的瞬间，击中上、下板面的粒子数之比_________；
18．图中+q受洛仑兹力，（1）水平向外的是图____ ；（2）竖直向上的是图____ ；（3）竖直向下的是图____ ．
三、解答题
19．判定图中各带电粒子所受洛伦兹力的方向或带电粒子的运动方向。
20．如图所示，在xOy平面内，有一边长为L的等边三角形区域OPQ，PQ边与x轴垂直，在三角形区域以外，均存在着磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外的匀强磁场，三角形OPQ区域内无磁场分布。现有质量为m，带电量为+q的粒子从O点射入磁场，粒子重力忽不计。
（1）若粒子从O点沿y轴正方向射入，直接到达P点（运动时间），求粒子从O点射入的速度的大小；
（2）若要使该粒子不出磁场，直接到达P点（运动时间），求粒子从O点射入的最小速度的大小和方向；
（3）若粒子从O点以初速度沿y轴正方向射入，能再次经过O点，求该粒子从出发到再次过O点所经历时间。
21．如图，一段横截面积为S、长为l的直导线，单位体积内有n个自由电子，电子电量为e。该导线通有电流时，假设自由电子定向移动的速率均为v。将导线放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，且电流方向与B垂直。导线所受安培力大小为F安，导线内自由电子所受洛伦兹力大小的总和为F，推导F安=F。
22．如图所示，与水平面成角的平面将空间分成Ⅰ和Ⅱ两个区域．一质量为m、带电荷量的粒子以速度从平面上的点水平向右射入Ⅰ区．粒子在Ⅰ区运动时，只受到大小不变、方向垂直于虚线的电场作用，电场强度大小为E；在Ⅱ区域加一匀强磁场，磁场的方向垂直于纸面向外（未画出）磁感应强度大小为，粒子在Ⅱ区域运动时，只受到匀强磁场的作用．粒子的重力可以忽．
（1）求粒子从开始运动到第一次回到虚线的位移；
（2）粒子从开始运动能否回到点？若不能，通过计算说明理由；若能，经过多长时间后又回到点？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
2．C
3．B
4．A
5．A
6．C
7．B
8．D
9．B
10．D
11．A
12．B
13．C
14．D
15．B
16． > >
17． 0.2m 0. 35m 1. 6×10-6s 1:1
18． 丙 甲 乙
19．（a）粒子受力方向为垂直速度向下；（b）粒子运动方向为垂直力的方向向左；（c）粒子运动方向为垂直力的方向向下；（d）粒子运动方向为垂直力的方向向右；（e）粒子受力方向为垂直纸面向外。
20．（1）；（2），方向垂直于OP向上或与y轴正半轴成30°角斜向左上(3)
21．见解析
22．（1） ；（2）能，
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