粤教版 (2019)选择性必修 第二册第三节 洛伦兹力课时训练

1.3洛伦兹力同步练习2021—2022学年高中物理粤教版（2019）选择性必修第二册

一、选择题（共15题）

1．如图所示，将磁铁靠近阴极射线管（电子射线管）时，发现电子束会发生偏转．使电子偏转的作用力是（ ）

A．重力 B．电场力 C．安培力 D．洛伦兹力

2．在匀强磁场中，一带电粒子沿着垂直磁感应强度的方向运动。现将该磁场的磁感应强度增大为原来的2倍，则该带电粒子受到的洛伦兹力（　　）

A．增大为原来的2倍 B．增大为原来的4倍 C．减小为原来的 D．不变

3．处于匀强磁场中的一个带电粒子，仅在磁场力作用下做匀速圆周运动。该粒子的运动可与环形电流等效，此等效电流（　　）

A．与粒子的电荷量成正比 B．与粒子的速度大小成正比

C．与粒子的质量成正比 D．与匀强磁场的磁感应强度大小成正比

4．关于运动电荷和磁场的说法正确的是（　　）

A．运动电荷在某点不受洛伦兹力作用，这点的磁感应强度必为零

B．只要速度大小相同，粒子所受洛伦兹力就相同

C．电子束垂直进入磁场发生偏转，这是洛伦兹力对电子做功的结果

D．电荷与磁场没有相对运动，电荷就一定不受磁场的作用力

5．速度方向相同、动能一样大的氕核氘核和α粒子（氦原子核）从同一点先后垂直进入某种场中，关于它们在场中的运动轨迹，下列选正确的是（　　）

A．若为匀强电场，场中运动轨迹只有一条

B．若为匀强电场，场中运动轨迹只有两条

C．若为匀强磁场，场中运动轨迹只有一条

D．若为匀强磁场，场中运动轨迹将有三条

6．如图所示，有界匀强磁场边界线SP∥MN，速率不同的同种带电粒子(重力不计且忽略粒子间的相互作用)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点的粒子速度v2与MN成60°角，则粒子从S点分别到a、b所需时间之比为（ ）

A．1∶3 B．4∶3 C．3∶2 D．1∶1

7．如图所示，正六边形区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场。一带电粒子从点沿方向射入磁场，粒子从点离开磁场，在磁场里的运动时间为；如果只改变粒子射入磁场的速度大小，粒子从点离开磁场，在磁场里的运动时间为，不计粒子重力，则与之比为（　　）

A．1：2 B．2：1 C．1：3 D．3：1

8．如图，在x>0、y>0的空间中有恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于xOy平面向里，大小为B，现有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，在x轴上到原点的距离为x0的P点，以平行于y轴的初速度射入此磁场，在磁场作用下沿垂直于y轴的方向射出此磁场。不计重力的影响。由这些条件可知（     ）

A．不能确定粒子通过y轴时的位置

B．不能确定粒子速度的大小

C．不能确定粒子在磁场中运动所经历的时间

D．以上三个判断都不对

9．如图所示，在一个圆形区域内有垂直于圆平面的匀强磁场，现有两个质量相等、所带电荷量大小也相等的带电粒子a和b，先后以不同的速率从圆边沿的A点对准圆形区域的圆心O射入圆形磁场区域，它们穿过磁场区域的运动轨迹如图所示。粒子之间的相互作用力及所受重力和空气阻力均可忽略不计，下列说法中正确的是（　　）

A．a、b两粒子所带电荷的电性可能相同

B．射入圆形磁场区域时a粒子的速率较大

C．穿过磁场区域的过程洛伦兹力对a做功较多

D．穿过磁场区域的过程a粒子运动的时间较长

10．如图所示，一个质量为m、电荷量为＋q的带电粒子，不计重力，在a点以某一初速度水平向左射入磁场区域Ⅰ，沿曲线abcd运动，ab、bc、cd都是半径为R的圆弧．粒子在每段圆弧上运动的时间都为t.规定垂直于纸面向外的磁感应强度为正，则磁场区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三部分的磁感应强度B随x变化的关系可能是下图中的(     )

A． B． C． D．

11．速度方向相同、动能一样大的氕核氘核和α粒子从同一点先后垂直进入某种场中，关于它们在场中的运动轨迹，下列说法正确的是（　　）

A．若为匀强电场场中运动轨迹只有两条

B．若为匀强电场场中运动轨迹只有一条

C．若为匀强磁场场中运动轨迹只有一条

D．若为匀强磁场场中运动轨迹将有三条

12．如图所示，在示波管右边有一通电圆环，则示波管中的电子束将（     ）

A．向上偏转

B．向下偏转

C．向纸外偏转

D．匀速直线运动

13．如图所示，两个初速度大小不同的相同粒子a和b，从O点沿垂直磁场方向进入匀强磁场，其中b粒子速度方向与屏OP垂直，α粒子速度方向与b粒子速度方向夹角θ＝45°.两粒子最后均打到屏上同一点Q上，不计重力．下列说法正确的是(　 　)

A．a、b粒子带负电

B．a、b两粒子在磁场中飞行速度之比为∶1

C．a、b两粒子在磁场中飞行的周期之比为2∶3

D．a、b两粒子在磁场中飞行的时间之比为1∶1

14．如图所示，磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外的匀强磁场中有一矩形区域，水平边长为s，竖直边长为h。质量均为m、带电荷量均为的A、B两粒子，由a、c两点先后沿和方向以速率、进入矩形区域（两粒子不同时出现在磁场中）。不计重力，若两粒子轨迹恰好相切，设切点为P点，A粒子从d点射出。下列说法正确的是（　　）

A．两粒子运动到P点所需时间之比为

B．两粒子运动到P点所需时间之比为

C．A粒子的初速度为

D．A粒子的初速度为

15．如图所示，圆形区域内有一垂直纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点。有无数带有同样电荷、具有同样质量的粒子在纸面内沿各个方向以相同的速率通过P点进入磁场。这些粒子射出边界的位置均处于边界的某一段圆弧上，这段圆弧的弧长是圆周长的。将磁感应强度的大小从原来的B1变为B2，结果相应的弧长变为原来的一半，则 等于(　　)

A． B． C．2 D．3

二、填空题（共4题）

16．如上右图所示，是显象管电子束运动的示意图，设电子的加速电压为U，匀强磁场区的宽度为L，要使电子从磁场中射出时在图中所示的120º的范围内发生偏转（即上下各偏转60º），则匀强磁场的磁感应强度B的变化范围应满足______。

17．如图是阴极射线管的示意图．接通电源后，会有电子从阴极K射向阳极A，并在荧光屏上形成一条亮线．要使荧光屏上的亮线向下偏转，则可以加一个方向平行纸面________（填“向上”或“向下”）的电场，或者加一个方向垂直纸面________（填“向里”或“向外”）的磁场．

18．带电粒子垂直射入磁场中一定做圆周运动． (      )

19．物体的带电量是一个不易测得的物理量，某同学设计了如下实验来测量带电物体所带电量．如图（a）所示，他将一由绝缘材料制成的小物块A放在足够长的木板上，打点计时器固定在长木板末端，物块靠近打点计时器，一纸带穿过打点计时器与物块相连，操作步骤如下，请结合操作步骤完成以下问题：

（1）为消除摩擦力的影响，他将长木板一端垫起一定倾角，接通打点计时器，轻轻推一下小物块，使其沿着长木板向下运动．多次调整倾角θ，直至打出的纸带上点迹_，测出此时木板与水平面间的倾角，记为θ0．

（2）如图（b）所示，在该装置处加上一范围足够大的垂直纸面向里的匀强磁场，用细绳通过一轻小定滑轮将物块A与物块B相连，绳与滑轮摩擦不计．给物块A带上一定量的正电荷，保持倾角θ0不变，接通打点计时器，由静止释放小物块A，该过程可近似认为物块A带电量不变，下列关于纸带上点迹的分析正确的是(        )

A．纸带上的点迹间距先增加后减小至零

B．纸带上的点迹间距先增加后减小至一不为零的定值

C．纸带上的点迹间距逐渐增加，且相邻两点间的距离之差不变

D．纸带上的点迹间距逐渐增加，且相邻两点间的距离之差逐渐减少，直至间距不变

（3）为了测定物体所带电量q，除θ0、磁感应强度B外，本实验还必须测量的物理量有(       )

A．物块A的质量M

B．物块B的质量m

C．物块A与木板间的动摩擦因数μ   

D．两物块最终的速度v

（4）用重力加速度g，磁感应强度B、θ0和所测得的物理量可得出q的表达式为______．

三、综合题（共4题）

20．如图所示，在直角三角形abc区域内有磁感应强度为B、垂直纸面向外的匀强磁场。现有大量比荷为的相同带正电的粒子以不同速率从a点沿与ac边成60°角方向射入磁场中，经过磁场偏转后从ac和bc边的不同位置离开磁场。已知ab=L，，不计粒子的重力和粒子间的相互作用，求：

（1）从ac边射出的粒子在磁场中运动的时间；

（2）从bc边射出的粒子离c点的最近距离。

21．如图所示，有一矩形区域abcd，水平方向ab边长，竖直方向ad边长，一电荷量为，质量为的带正电的粒子由a点沿ab方向以大小为的速度v进入该区域当该区域存在与纸面垂直的匀强磁场时，粒子的运动轨迹恰好通过该区域的几何中心O点，不计粒子的重力，求：

粒子在磁场区域运动的半径大小；

匀强磁场的磁感应强度大小和方向；

粒子通过磁场区域所用的时间．

22．如图所示，在一直角坐标系xoy平面内有圆形区域，圆心在x轴负半轴上，P、Q是圆上的两点，坐标分别为P（-8L，0），Q（-3L，0）．y轴的左侧空间，在圆形区域外，有一匀强磁场，磁场方向垂直于xoy平面向外，磁感应强度的大小为B，y轴的右侧空间有一磁感应强度大小为2B的匀强磁场，方向垂直于xoy平面向外．现从P点沿与x轴正方向成37°角射出一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，带电粒子沿水平方向进入第一象限，不计粒子的重力．求：

（1）带电粒子的初速度；

（2）粒子从P点射出到再次回到P点所用的时间．

23．试判断图示的带电粒子刚进入磁场时所受到的洛伦兹力的方向。

参考答案：

1．D

2．A

3．D

4．D

5．B

6．C

7．B

8．D

9．D

10．C

11．A

12．D

13．B

14．C

15．B

16．

17．     向上     向里

18．×

19．     间距相等（或均匀）     D     BD    

20．（1）；（2）

21．（1）；（2），垂直于纸面向外；（3）

22．(1)；(2)

23．