1、 1 高二物理磁场洛伦兹力周训练高二物理磁场洛伦兹力周训练 B 卷卷12.17 一、选择题（每小题一、选择题（每小题 6 6 分，共分，共 4848 分。其中分。其中 1 1- -5 5 题是单选题，题是单选题，7 7- -1010 是多选题，全对得是多选题，全对得 6 6 分，选不全得分，选不全得 3 3 分，分， 有选错或不选得有选错或不选得 0 0 分。 ）分。 ） 1一个带电粒子，沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场，粒子的一段径迹如图所示，径迹上 每一小段可近似看成圆弧。由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐 减小，带电量不变。从图中可以确定 A粒子从 a 到 b，带正电 B粒子从
2、 b 到 a，带正电 C粒子从 a 到 b，带负电 D粒子从 b 到 a，带负电 2 如图， MN 为铝质薄平板， 铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场 （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 A2 B 2 C1 D 2 2 3如图所示的虚线区域内，充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直 向下的匀强电场。一带电粒子 a（不计重力）以一定的初速度由左边界的 O 点射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区域右边界的 O
3、点（图中未标 出）穿出。若撤去该区域内的磁场而保留电场不变，另一个同样的粒子 b（不计重力）仍以 相同初速度由 O 点射入，从区域右边界穿出，则粒子 b A穿出位置一定在 O点下方 B穿出位置一定在 O点上方 C运动时，在电场中的电势能一定减小 D在电场中运动时， 动能一定减小 4如图所示，在有界匀强磁场边界线 SPMN，速度不同的同 种带电粒子从 S 点沿 SP 方向同时射入磁场，其中穿过 a 点的粒子速 度 v1与 MN 垂直，穿过 b 点的粒子，其速度方向与 MN 成 60角设两粒子从 S 到 a、b 所需 时间分别为 t1、t2，则 t1t2为 A13 B43 C11 D32 5如图所
4、示，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向 上(与纸面平行)，磁场方向垂直于纸面向里，三个带正电的微粒 a、b、 c 电荷量相等，质量分别为 ma、mb、mc，已知在该区域内，a 在纸面内做匀速圆周运动，b 在纸面内向右做匀速直线运动，c 在纸面内向左做匀速直线运动，下列选项正确的是( ) Amambmc Bmbmamc Cmcmamb Dmcmbma 6显像管原理的示意图如图所示，当没有磁场时，电子束将打在荧 光屏正中的 O 点，安装在管径上的偏转线圈可以产生磁场，使电子束 发生偏转.设垂直纸面向里的磁场方向为正方向， 若使高速电子流打在 荧光屏上的位置由b点逐渐移动到a点，下列变
5、化的磁场能够使电子 发生上述偏转的是（ ） A B C D 7 （多选）质量和电量都相等的带电粒子 M 和 N，以不同的速率经小孔 S 垂直进入匀强 磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示，下列表述正确的是 AM 带负电，N 带正电 BM 的速率大于 N 的速率 C洛伦兹力对 M、N 做正功 DM 的运行时间大于 N 的运行时 间 8 （多选）一个带电粒子（重力不计）以初速度 v0垂直于电场方向向右射入匀强电场区 域，穿出电场后接着又进入匀强磁场区域。设电场和磁场区域有明确的分界线，且分界线与 电场强度方向平行，如图中的虚线所示。在图所示的几种情况中，可能出现的是 9 （多选）如图是质谱仪的工作原
6、理示意图。带电粒子被加速电场加速 后，进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度 分别为 B 和 E。平板 S 上有可让粒子通过的狭缝 P 和记录粒子位置的胶片 2 A1A2。平板 S 下方有磁感应强度为 B0的匀强磁场。下列表述正确的是 A质谱仪是分析同位素的重要工具 B速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外 C能通过狭缝 P 的带电粒子的速率等于E B D粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝 P，粒子的比荷越小 10 （多选）用如图所示的回旋加速器来加速质子，为了使质子获得的 最大动能增加为原来的 4 倍，可采用下列哪几种方法 A将其磁感应强度增大为原来的 2 倍 B将其磁感应强
7、度增大为原来的 4 倍 C将 D 形金属盒的半径增大为原来的 2 倍 D将两 D 形金属盒间的加速电压增大为原来的 4 倍 班级 姓名 学号 得分 一 选择题（60 分） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 二 实验题（8 分）11某同学在一次“测定金属的电阻率”的实验中，用米尺测出接入电路部 分的金属丝的长度为 l=0.720m，用螺旋测微器测出金属丝直径（刻度位置如图所示） ，用 伏安法测出金属丝的电阻（电阻大约为 5） ，然后计算出该金属材料的电阻率在用伏安 法测定金属丝的电阻时，除被测金属丝外，还有如下实验器材料： A直流电源（输出电压为 3V） B电流表 A（00.
8、6A，内阻约 0.125） C电压表 A（03V，内阻 3k）D滑动变阻器（最大阻值 20） E.开关、导线等 （1） （2 分）从图中读出金属丝的直径为_mm （2） （3 分）根据所提供的器材，在虚线框中画出实验电路图 （3） （3 分）若根据伏安法测出金属丝的阻值为 Rx=4.0，则这种金属材料的电阻率为 _m（保留两位有效数字） 三 计算题（32 分） 12 （10 分）如图所示，质量为 m 的带正电小球能沿着竖直的绝缘墙竖直 下滑， 磁感应强度为 B 的匀强磁场方向水平， 并与小球运动方向垂直 若 小球电荷量为 q，球与墙间的动摩擦因数为 ，求小球下滑的最大速度， 最大加速度 13
9、（10 分）如图所示，一电子以速度 1.0 107m/s 与 x 轴成 30 的方向从原点出发，在垂直纸 面向里的匀强磁场中运动，磁感应强度 B=1T.求 （1）圆周运动的半径（2）经过多少时间， 第一次经过 x 轴.（电子质量 m=9.1 10-31kg） 14 （12 分）如图所示，在 xOy 直角坐标系中，第象限内分布着方向垂直纸面向里的匀强 磁场，第象限内分布着方向沿 y 轴负方向的匀强电场。初速度为零、带电量为 q、质量为 m 的离子经过电压为 U 的电场加速后，从 x 上的 A 点垂直 x 轴进入磁场区域，经磁场偏转后过 y 轴上的 P 点且垂直 y 轴进入电场区域， 在电场偏转并
10、击中 x 轴上的 C 点。 已知 OAOCd。 求电场强度 E 和磁感强度 B 的大小。 3 高二物理磁场洛伦兹力周训练高二物理磁场洛伦兹力周训练 B 卷答案卷答案 1.【答案】B 【解析】由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小，速度逐渐减小，根据粒子在磁场中 运动的半径公式 rmv Bq可知，粒子的半径逐渐的减小，所以粒子的运动方向是从 b 到 a，再根据左手定则 可知，粒子带正电，所以 B 正确。 2.【答案】D 【解析】由 EK1 2mv 2 可知当动能为原来的一半时，速度是原来的 2 2 。由 Rmv qB将 R12R2 代入可得 B1B2 2 2 ，D 正确。 3.【答案】
11、C 【解析】当磁场电场均存在时 F电F磁，当撤去磁场保留电场时若该粒子带正电，则穿出位置一定在 O点以下，若该粒子带负电，则穿出位置一定在 O点上方，粒子在电场中运动所受电场力一定做正功，电 势能一定减小，动能一定增加。 4.【答案】D 【解析】根据 t 360 T，T 与速度大小无关所以 t1 90 360 T 1 4T，t2 60 360 T 1 6T，所以 t1t2 3 2， D 正确。 5.【答案】B 【解析】由题意：a 在纸面内做匀速圆周运动，所以 a m gqE；b 在纸面内向右做匀速直线运动，所以 b m gqEBqv ；c 在纸面内向左做匀速直线运动所以 c m gBqvqE
12、，根据公式可解的： b ac mmm，故 B 正确，ACD 错误 6.【答案】C 【解析】高速电子流打在荧光屏上的位置由b点逐渐移动到a点，可知电子先向下偏转，后向上偏转，根 据左手定则可知，磁场的方向开始时垂直纸面向里，方向为正，且逐渐减弱，后来电子又向上偏,磁场方向 垂直纸面向外，方向为负，且逐渐增强，故 C 正确。 故选 C。 7.【答案】AB 【解析】本题考查带电粒子在磁场中的运动规律，解题关键是洛伦兹力提供向心力，明确半径公式和 周期公式，由左手定则知 M 带负电，N 带正电，A 正确；由 qvBmv 2 R 得 Rmv qB得，M 的速度比 N 大，B 正确。由 T2m qB 可知
13、粒子 M 和 N 周期相同，在磁场中均运动半个周期，所以时间相等，D 错；洛伦兹力 永不做功，C 错。 8.【答案】AD 【解析】A、C 选项中粒子在电场中向下偏转，所以粒子带正电，再进入磁场后，A 图中粒子应逆时 针转，正确。C 图中粒子应顺时针转，错误。同理可以判断 9.【答案】ABC 【解析】质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具，故 A 选项正确；速度选择器中电场 力和洛伦兹力是一对平衡力，即 qvBqE，故 vE B，根据左手定则可以确定，速度选择器中的磁场方向垂 直纸面向外，故 B、C 选项正确。粒子在匀强磁场中运动的半径 r mv qB0，即粒子的比荷 q m v B0
14、r，由此看出 粒子的运动半径越小，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝 P，粒子的比荷越大，故 D 选项错误。B 错，D 对。 10.【答案】AC 【解析】粒子在回旋加速器的磁场中绕行的最大半径为 R，由牛顿第二定律得：evBmv 2 R 质子的最大动能：Ekm1 2mv 2 解式得：Ekme 2B2r2 2m 要使质子的动能增加为原来的 4 倍， 可以将磁感应强度增大为原来的 2 倍或将两 D 形金属盒的半径增大为 原来的 2 倍，故 B 项错，A、C 正确。质子获得的最大动能与加速电压无关，故 D 项错。 11.【答案】0.600; 6 1.6 10 ; 12.【答案】 g 13.【答案】 5
15、5.7 10 ； 12 5.95 10 ； 【解析】电子所受到的洛伦兹力提供它做匀速圆周运动的向心力，即 2 v evBm r ，解得：圆周运动的半 径 mv r eB ，代入数据可得： 5 5.7 10rm 电子在磁场中运动轨迹如图 则电子第一次经过 x 轴所用时间 1 6 tT，又 22rm T veB ，联立解得： 12 5.95 10ts 14.【答案】4U d 2qUm qd 【解析】设带电粒子经电压为 U 的电场加速后获得速度为 v，qU1 2mv 2 带电粒子进入磁场后，洛仑兹力提供向心力，由牛顿第二定律：qBvmv 2 r 依题意可知：rd 联立可解得：B 2qUm qd 带电粒子在电场中偏转，做类平抛运动，设经时间 t 从 P 点到达 C 点，由 dvt 4 d1 2 qE m t2 联立可解得：E4U d
