2019-2020年高中物理 第三章 磁場(chǎng) 第六節(jié) 洛倫茲力與現(xiàn)代技術(shù)自我小測(cè) 粵教版選修3-1.doc

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2019-2020年高中物理 第三章 磁場(chǎng) 第六節(jié) 洛倫茲力與現(xiàn)代技術(shù)自我小測(cè) 粵教版選修3-1 1如圖所示，x軸上方有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．有兩個(gè)質(zhì)量相同，電荷量也相同的帶正、負(fù)電的離子(不計(jì)重力)，以相同速度從O點(diǎn)射入磁場(chǎng)中，射入方向與x軸均夾θ角．則正、負(fù)離子在磁場(chǎng)中(　　) A．運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同 B．運(yùn)動(dòng)軌道半徑相同 C．重新回到x軸時(shí)速度大小和方向均相同 D．重新回到x軸時(shí)距O點(diǎn)的距離相同 2電子以初速v0垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，則(　　) A．磁場(chǎng)對(duì)電子的作用力始終不變 B．磁場(chǎng)對(duì)電子的作用力始終不做功 C．電子的動(dòng)量始終不變 D．電子的動(dòng)能始終不變 3三個(gè)相同的帶電小球1、2、3，在重力場(chǎng)中從同一高度由靜止開(kāi)始落下，其中小球1通過(guò)一附加的水平方向勻強(qiáng)電場(chǎng)，小球2通過(guò)一附加的水平方向勻強(qiáng)磁場(chǎng)．設(shè)三個(gè)小球落到同一高度時(shí)的動(dòng)能分別為E1、E2和E3，忽略空氣阻力，則(　　) A．E1＝E2＝E3　　　 　B．E1＞E2＝E3 C．E1＜E2＝E3 D．E1＞E2＞E3 4如圖有一混合正離子束先后通過(guò)正交電場(chǎng)磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ和勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域Ⅱ，如果這束正離子流在區(qū)域Ⅰ中不偏轉(zhuǎn)，進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ后偏轉(zhuǎn)半徑又相同，則說(shuō)明這些正離子具有相同的(　　) A．速度 B．質(zhì)量 C．電荷 D．比荷 5如圖，在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)共存的區(qū)域內(nèi)，電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E，方向豎直向下，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向里．一質(zhì)量為m的帶電質(zhì)點(diǎn)，沿場(chǎng)區(qū)內(nèi)的一豎直圓周勻速運(yùn)動(dòng)，則可判知該帶電質(zhì)點(diǎn)(　　) A．帶有電荷量為的負(fù)電荷 B．沿圓周順時(shí)針運(yùn)動(dòng) C．運(yùn)動(dòng)的角速度為 D．運(yùn)動(dòng)的速率為 6質(zhì)譜儀是一種測(cè)定帶電粒子質(zhì)量和分析同位素的重要工具，它的構(gòu)造原理如圖所示，離子源S產(chǎn)生的各種不同正離子束(速度可看做為零)，經(jīng)加速電場(chǎng)加速后垂直進(jìn)入有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，到達(dá)記錄它的照相底片P上，設(shè)離子在P上的位置到入口處S1的距離為x，可以判斷(　　) A.若離子束是同位素，則x越大，離子質(zhì)量越大 B．若離子束是同位素，則x越大，離子質(zhì)量越小 C．只要x相同，則離子質(zhì)量一定相同 D．只要x相同，則離子質(zhì)量的荷質(zhì)比一定相同 7一帶電粒子(不計(jì)重力)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，中央MN是一塊薄金屬板，粒子在穿過(guò)金屬板時(shí)損失了一些動(dòng)能．該粒子所帶的電荷量不變，由圖可知，該粒子應(yīng)是帶______電，粒子運(yùn)動(dòng)的方向應(yīng)是沿______方向． 8如圖所示，MN表示真空室中垂直于紙面放置的感光板，它的一側(cè)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.一個(gè)電荷量為q的帶電粒子從感光板上的狹縫O處以垂直于感光板的初速度v射入磁場(chǎng)區(qū)域，最后到達(dá)感光板上的P點(diǎn)．經(jīng)測(cè)量P、O間的距離為l，不計(jì)帶電粒子受到的重力．求： (1)帶電粒子所受洛倫茲力的大小 (2)帶電粒子的質(zhì)量大?。? 9如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系xOy的第一象限內(nèi)，有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝2 T．一對(duì)電子和正電子從O點(diǎn)沿紙面以相同的速度v射入磁場(chǎng)中，速度方向與磁場(chǎng)邊界Ox成30角，求：電子和正電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為多少？ 10電視機(jī)的顯像管中，電子束的偏轉(zhuǎn)是用磁偏轉(zhuǎn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的．電子束經(jīng)過(guò)電壓為U的加速電場(chǎng)后，進(jìn)入一圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，如圖所示．磁場(chǎng)方向垂直于圓面．磁場(chǎng)區(qū)的中心為O，半徑為r.當(dāng)不加磁場(chǎng)時(shí)，電子束將通過(guò)O點(diǎn)而打到屏幕的中心M點(diǎn)．為了讓電子束射到屏幕邊緣P，需要加磁場(chǎng)，使電子束偏轉(zhuǎn)一已知角度θ，此時(shí)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)為多少？ 答案 1答案：BCD 2解析：磁場(chǎng)對(duì)電子的作用力就是洛倫茲力，方向始終與速度方向垂直，時(shí)刻改變，但對(duì)電子不做功，所以A錯(cuò)、B對(duì)．動(dòng)量是矢量，只要速度方向改變動(dòng)量就會(huì)改變，電子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，速度大小不變，方向改變，所以動(dòng)量不斷改變，而動(dòng)能不變，C錯(cuò)、D對(duì)． 答案：BD 3解析：小球1在電場(chǎng)中受到水平方向的電場(chǎng)力作用，電場(chǎng)力對(duì)小球做正功，小球的動(dòng)能增加；小球2在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)受到洛倫茲力作用，但洛倫茲力對(duì)小球2不做功，只改變小球2的速度方向；三個(gè)小球落到同一高度時(shí)重力勢(shì)能改變相同(重力做功相同)，電場(chǎng)力對(duì)小球1做正功，而小球2和小球3只有重力做功，根據(jù)動(dòng)能定理可知小球1的動(dòng)能最大，小球2和小球3動(dòng)能相等．正確選項(xiàng)為B. 答案：B 4解析：區(qū)域Ⅰ是速度選擇器，能通過(guò)該區(qū)域的粒子必須滿(mǎn)足電場(chǎng)力與洛倫茲力大小相等，即Eq＝Bqv，所以所有沿直線(xiàn)通過(guò)該區(qū)域的粒子的速度相等．區(qū)域Ⅱ是一個(gè)偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，粒子進(jìn)入該區(qū)域后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑為R＝，由題干得知所有粒子偏轉(zhuǎn)半徑相同(打在同一點(diǎn))，所以他們的比荷(＝)相等．故AD正確． 答案：AD 5解析：帶電質(zhì)點(diǎn)能夠在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明質(zhì)點(diǎn)所受的重力和電場(chǎng)力的合力等于零．即有mg＝qE，所以q＝mg/E，E向下，電場(chǎng)力向上，質(zhì)點(diǎn)應(yīng)帶負(fù)電，所以A對(duì)．由左手定則可以判定，質(zhì)點(diǎn)順時(shí)針運(yùn)動(dòng)，所以B對(duì)．由周期公式可以求出角速度為ω＝2π/T＝qB/m，將q＝mg/E代入，可得ω＝Bg/E，所以C對(duì)．再由半徑公式r＝知速度大小與E無(wú)關(guān)，所以D錯(cuò)． 答案：ABC 6解析：帶電粒子通過(guò)加速電場(chǎng)加速，由動(dòng)能定理：qU＝mv2，得加速后粒子的速度v＝.進(jìn)入質(zhì)譜儀的磁場(chǎng)中，測(cè)得圓周半徑R，由R＝＝.x＝2R，若離子束是同位素，則x越大，離子質(zhì)量越大，A正確，B錯(cuò)誤；要x相同，則離子質(zhì)荷比一定相同，而質(zhì)量不一定相同，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確． 答案：AD 7解析：粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力：Bqv＝，軌道半徑為：R＝，從圖中不難看出上下兩部分半徑不同，速度大半徑就大，又知道粒子在穿過(guò)金屬板時(shí)有能量損失，所以粒子是從下部穿過(guò)金屬板進(jìn)入上部的，由此可知道粒子運(yùn)動(dòng)方向是e→d→c→b→a，用左手定則判斷粒子帶負(fù)電． 答案：負(fù)　edcba 8解析：(1)帶電粒子在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力f＝qvB. (2)帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)其半徑為R，由牛頓第二定律 qvB＝m 帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R＝ 解得m＝. 答案：qvB　 9答案：　 10解析：如下圖所示，電子在磁場(chǎng)中沿圓弧ab運(yùn)動(dòng)，圓心為C，半徑為R.以v表示電子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度，m、e分別表示電子的質(zhì)量和電荷量，則eU＝mv2① evB＝② 又有tan＝③ 由以上各式解得 B＝tan. 答案：tan