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

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3-11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()AE1E2E3 BE1E2E3CE1E2E3 DE1E2E34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)域和勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，如果這束正離子流在區(qū)域中不偏轉(zhuǎn)，進(jìn)入?yún)^(qū)域后偏轉(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)量大小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B2 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，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：BCD2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：BD3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：B4解析：區(qū)域是速度選擇器，能通過(guò)該區(qū)域的粒子必須滿足電場(chǎng)力與洛倫茲力大小相等，即EqBqv，所以所有沿直線通過(guò)該區(qū)域的粒子的速度相等區(qū)域是一個(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：AD5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mgqE，所以qmg/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2/TqB/m，將qmg/E代入，可得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：ABC6解析：帶電粒子通過(guò)加速電場(chǎng)加速，由動(dòng)能定理：qUmv2，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.x2R，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：AD7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edcba，用左手定則判斷粒子帶負(fù)電答案：負(fù)edcba8解析：(1)帶電粒子在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力fqvB.(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qvBm帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R解得m.答案：qvB9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eUmv2evB又有tan由以上各式解得Btan.答案：tan