高中1.2 洛伦兹力课堂检测

【精品】物理沪科版选择性必修第二册第2节洛伦兹力-2课时练习

一．单项选择

1．如图所示，一粒子以水平向右的速度v进入垂直纸面向里的匀强磁场，重力忽略不计。当粒子刚进入磁场中时（　 　）

A．若粒子向上偏转，则它一定带正电

B．若粒子向上偏转，则它一定带负电

C．若粒子向下偏转，则它一定带正电

D．若粒子向下偏转，则它可能不带电

2．如图，，的长方形abcd内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面（abcd所在平面）向外。ab边中点有一电子发射源O，可向磁场内沿垂直于ab边的方向发射电子。已知电子的比荷为k。则从a．b两点射出的电子的速度大小分别为（　　 ）

A．， B．， C．， D．，

3．如图，在直角三角形abc区域内有磁感应强度为B．方向垂直纸面向里的匀强磁场。直角边ab上的O点有一粒子发射源，该发射源可以沿纸面与ab边垂直的方向发射速率不同的带电粒子。已知所有粒子在磁场中运动的时间均相同，粒子比荷为，Oa长为d，Ob长为3d，θ=30°，不计粒子的重力以及粒子间的相互作用，则（　 　）

A．负电粒子的轨迹半径最大为

B．负电粒子运动的最大速度为

C．正电粒子的轨迹半径最大为

D．粒子在磁场中的运动时间为

4．中核集团研发的“超导质子回旋加速器”，能够将质子加速至光速的，促进了我国医疗事业的发展．若用如图所示的回旋加速器分别加速氕．氘两种静止的原子核，不考虑加速过程中原子核质量的变化，以下判断正确的是(  )

A. 氘核射出时的向心加速度大

B. 氕核获得的速度大

C. 氘核获得的动能大

D. 氕核动能增大，其偏转半径的增量不变

5．如图所示，半径为的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为。在磁场边界上的点放置一个放射源，能在纸面内以速率向各个方向发射大量的同种粒子，粒子的电荷量为．质量为（不计粒子的重力），所有粒子均从某段圆弧边界射出，其圆弧长度为。下列说法正确的是（ 　　）

A．粒子进入磁场时的速率为

B．所有粒子中在磁场中运动的最长时间是

C．若粒子入射速率为时，有粒子射出的边界弧长变为

D．将磁感应强度大小改为时，有粒子射出的边界弧长变为

6．关于静电力与洛伦兹力，以下说法正确的是（　　 ）

A．静电场中的电荷一定会受到静电力的作用，磁场中的运动电荷一定会受到洛伦兹力作用

B．静电力一定会对电场中的运动电荷做功，而洛伦兹力对磁场中的运动电荷则一定不做功

C．静电力方向与电场线方向平行，洛伦兹力方向与磁感线方向平行

D．静电力和洛伦兹力的大小均与电荷量大小成正比

7．如图所示，a和b是从A点以相同的速度射入匀强磁场的．两个带等量电荷的粒子运动的半圆形径迹，已知其半径ra=2rb，则由此可知（　 　）

A．两粒子均带正电，质量比ma∶mb=1∶2

B．两粒子均带负电，质量比ma∶mb=1∶2

C．两粒子均带正电，质量比ma∶mb=2∶1

D．两粒子均带负电，质量比ma∶mb=2∶1

8．平面OM和平面ON之间的夹角为30°，其横截面（纸面）如图所示，平面OM上方存在匀强磁场﹑磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外。一带电粒子的质量为m，电荷量为q（q>0），沿纸面以大小为v的速度从OM上的某点向左上方射入磁场，速度方向与OM成30°角，已知该粒子在磁场中的运动轨迹与ON只有一个交点，并从OM上另一点射出磁场，不计重力。则粒子离开磁场时的出射点到两平面交线O的距离为（　 　）

A． B． C． D．

9．如图所示，边长为L的等边三角形区域ACD内．外的匀强磁场的磁感应强度大小均为B．方向分别垂直纸面向里．向外。三角形顶点A处有一质子源，能沿∠A的角平分线发射速度大小不等．方向相同的质子（质子重力不计．质子间的相互作用可忽略），所有质子均能通过D点，已知质子的比荷，则质子的速度不可能为（　 　）

A． B． C． D．

10．如图所示，将一带负电的微粒从点垂直磁场方向射入磁场后，其运动轨迹可能是（　　 ）

A．虚线 B．虚线 C．虚线 D．虚线

11．在同一匀强磁场中，α粒子（He）和质子（H）做匀速圆周运动，若它们的动量大小相等，则α粒子和质子（　 　）

A．运动半径之比是2∶1 B．运动周期之比是2∶1

C．运动速度大小之比是4∶1 D．受到的洛伦兹力大小之比是2∶1

12．一束质量为m．电量为q的带电粒子，从A孔沿AB方向以不同的速度大小，射入正方形的磁场区域ABCD，磁场的磁感应强度为B，如图所示．则粒子在磁场中运动的最长运动时间为（    ）

A.  B.  C.  D. 无限长

13．如图所示，ABCD为一正方形区域，一带电粒子以速度从AB边的中点O，沿纸面垂直于AB边的方向射入。若该区域充满平行于AB边的匀强电场，该粒子经时间以速度从C点射出；若该区域充满垂直纸面的匀强磁场，该粒子经时间以速度从D点射出，不计粒子重力，则（　　 ）

A．， B．，

C．， D．，

14．在真空的玻璃管中封有两个电极，当加上一定电压后，会从阴极射出一束高速电子流，称为阴极射线。若在玻璃管的正上方平行放置一根通有强电流的长直导线，其电流方向如图所示，则阴极射线将会（　　）

A. 向上偏转 B. 向下偏转 C. 向纸内偏转 D. 向纸外偏转

15．水平导线中有电流通过，导线正下方电子的初速度方向与电流的方向相同，均平行于纸面水平向左。下列四幅图是描述电子运动轨迹的示意图，正确的是（　　 ）

A． B．

C． D．

参考答案与试题解析

1．【答案】A

【解析】【来源】2021年1月广东省普通高中学业水平合格性考试物理试题（A卷）

根据左手定则可知，若粒子向上偏转，则受向上的洛伦兹力，则粒子带正电；若粒子向下偏转，则受向下的洛伦兹力，则粒子带负电；

故选A。

2．【答案】A

【解析】【来源】江西省新余市2020-2021学年高二（下）期末物理试题

a点射出粒子半径

洛伦兹力提供粒子的向心力

得

d点射出粒子半径为

可得

故

故A正确，BCD错误。

故选A。

3．【答案】C

【解析】【来源】湖北省重点高中智学联盟2020-2021学年高二（下）5月联考物理试题

D．由于所有粒子在磁场中运动时间均相同，则所有粒子均旋转半圈后从ab边出，周期

故D错误；

C．若粒子为正电荷，则如图所示，最大半径时圆心在O1，半径的最大值满足d=3R，故C正确；

AB．若粒子为负电荷则如图所示，最大半径时圆心在O2，半径最大值满足

d+r=2r

有

r=d

此时

则AB错误。

故选C。

4．【答案】B

【解析】

【详解】A．由得：向心加速度可知，氕核射出时的向心加速度大，选项A错误；

BC．由，则因为氕核的质量较小，则获得的动能和速度大，选项B正确，C错误；

D．由可知氕核动能增大，其偏转半径的增量要改变，选项D错误.

5．【答案】C

【解析】【来源】浙江省台州市2020-2021学年高二（下）期末质量评估物理试题

A．粒子均从某段圆弧边界射出，其圆弧长度为，则对应的弦长为

粒子做圆周运动的半径为

有洛伦兹力提供向心力可得

可得

故A错误；

B．有几何关系可得，粒子在磁场中做圆周运动转过的圆心角最大为120°，则所有粒子中在磁场中运动的最长时间是

故B错误；

C．若粒子入射速率为时，粒子做圆周运动的半径为

由几何关系可得

则

有粒子射出的边界弧长变为

故C正确；

D．将磁感应强度大小改为时，由以上分析可知粒子做圆周运动的半径为

由以上分析可知有粒子射出的边界弧长变为

故D错误。

故选C。

6．【答案】D

【解析】【来源】云南省临沧市沧源县民族中学2020-2021学年高二（上）期末物理试题

A．电荷只要在电场中就会受到静电力作用，运动电荷在磁场中，与磁场方向平行，不会受到洛伦兹力的作用，故A错误；

B．当电场力与电荷的速度方向相垂直时，则电场力对在其电场中的电荷不会做功，而洛伦兹力对磁场中的电荷不会做功，故B错误；

C．电场力与电场线某点切线方向平行，洛伦兹力与磁场线相互垂直，故C错误；

D．根据静电力，洛伦兹力F=qvB可知，静电力和洛伦兹力的大小均与电荷量大小成正比，故D正确。

故选D。

7．【答案】D

【解析】【来源】河北省衡水市武强中学2020-2021学年高二（上）第三次月考物理试题（A）

根据洛伦兹力提供向心力有

解得

由于速度．电荷量相同，则半径与质量成正比，所以质量比ma∶mb=2∶1，根据左手定则可判断两粒子均带负电，所以D正确；ABC错误；

故选D。

8．【答案】D

【解析】【来源】云南省易门县第一中学2020-2021学年高二（下）6月考物理试题

因为该粒子在磁场中的运动轨迹与ON只有一个交点，所以其轨迹与ON相切，如图所示；根据牛顿第二定律得

由三角形得

解得

故选D。

9．【答案】C

【解析】【来源】2021届湖北省武汉市武昌区高三（下）5月质量检测物理试题

质子的运动轨迹如图所示，由几何关系可得

由洛伦兹力提供向心力，则有

联立解得

所以ABD正确，不符合题意；C错误，符合题意；

故选C。

10．【答案】D

【解析】【来源】贵州省2020年12月普通高中学业水平考试物理试题

由左手定则可知，该负电荷受到的洛伦兹力向右，故运动轨迹可能是虚线，D正确。

故选D。

11．【答案】B

【解析】

设匀强磁场的磁感应强度为B，粒子的质量为m，电荷量为q，运动半径为r，周期为T，速度大小为v，受到的洛伦兹力大小为f。根据牛顿第二定律有

   ①

解得

   ②

根据匀速圆周运动规律有

③

根据动量的定义式有

   ④

根据洛伦兹力公式有

   ⑤

α粒子和质子的质量之比为

⑥

电荷量之比为

⑦

联立②③④⑤⑥⑦解得运动半径之比为

⑧

周期之比为

⑨

运动速度大小之比为

⑩

受到的洛伦兹力大小之比为

？

故ACD错误，B正确。

故选B。

12．【答案】B

【解析】

【详解】由题意知，粒子在磁场中运动的最长运动时间是，带电粒子从A孔入，再从AC边传出，运动时间最长，设最长时间为，根据运动的带电粒子在磁场中做匀速圆周的周期公式得

故ACD错误，B正确，

故选B．

13．【答案】A

【解析】【来源】2021届江苏省南京市高三（下）第三次模拟物理试题

设正方形的边长为L，当区域内为电场时，则粒子做类平抛运动，平行于AC方向为匀速直线运动，运动时间为

垂直AC方向为匀加速直线运动，有

解得

所以

当区域内为磁场时，洛伦兹力不做功，则

设轨道半径为r，则有

解得

根据

解得

所以轨道圆心角

则

则

综上

，

故选A正确。

故选A。

14．【答案】A

【解析】

【详解】根据右手定则判定通电导线下方部分的磁场方向垂直纸面向外；根据左手定则判断电子在磁场中受力方向向上，故阴极射线将向上偏转。

故选A。

15．【答案】A

【解析】【来源】江苏省镇江市镇江一中2020-2021学年高二（上）12月联考物理试题

由安培定则可知，在直导线的下方的磁场的方向为垂直纸面向外，根据左手定则可以得知电子受到的力向下，电子向下偏转；通电直导线电流产生的磁场是以直导线为中心向四周发散的，离导线越远，电流产生的磁场的磁感应强度越小，由半径公式

可知，电子的运动的轨迹半径越来越大，故选A。