优化方案高中物理 3.6 洛伦兹力与现代技术课时作业（含解析）粤教版选修31.doc

洛伦兹力与现代技术一、单项选择题1(江门高二检测)带电粒子不计重力，在匀强磁场中的运动状态不可能是()a静止b匀速运动c匀加速运动 d匀速圆周运动解析：选c.不计重力的带电粒子在匀强磁场中的运动形式有四种：静止：粒子的速度为零时匀速直线运动：粒子速度方向与磁感线平行时匀速圆周运动：粒子速度方向与磁感线垂直时螺旋线运动：粒子速度方向与磁感线有一夹角时，如图所示2电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，下列说法正确的是()a速率越大，周期越大b速率越小，周期越大c速度方向与磁场方向平行d速度方向与磁场方向垂直解析：选d.由t可知，选项a、b错误，做匀速圆周运动时，速度方向与磁场方向垂直，选项d正确3.如图所示，a和b带电荷量相同，以相同动能从a点射入磁场，在匀强磁场中做圆周运动的半径ra2rb，则可知(重力不计)()a两粒子都带正电，质量比ma/mb4b两粒子都带负电，质量比ma/mb4c两粒子都带正电，质量比ma/mb1/4d两粒子都带负电，质量比ma/mb1/4解析：选b.由于qaqb，ekaekb，由ekmv2和r得m，可见m与半径的平方成正比，故mamb41，再根据左手定则知粒子应带负电，故b正确4.(天津新四区高二检测)一个用于加速质子的回旋加速器，其核心部分如图所示，d形盒半径为r，垂直d形盒底面的匀强磁场的磁感应强度为b，两盒分别与交流电源相连下列说法正确的是()a质子被加速后的最大速度随b、r的增大而增大b质子被加速后的最大速度随加速电压的增大而增大c只要r足够大，质子的速度可以被加速到任意值d不需要改变任何量，这个装置也能用于加速粒子解析：选a.由r得当rr时，质子有最大速度vm，即b、r越大，vm越大，vm与加速电压无关，a对，b错随着质子速度v的增大、质量m会发生变化，据t知质子做圆周运动的周期也变化，所加交流电与其运动不再同步，即质子不可能一直被加速下去，c错由上面周期公式知粒子与质子做圆周运动的周期不同，故此装置不能用于加速粒子，d错5.一个带电粒子，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，径迹上每小段可近似的看成圆弧，由于带电粒子使沿途空气电离，粒子的能量逐渐减小(带电荷量不变)，则由图中情况可判定下列说法正确的是()a粒子从a运动到b，带正电b粒子从b运动到a，带正电c粒子从a运动到b，带负电d粒子从b运动到a，带负电解析：选b.粒子速率v不断减小，依据轨道半径公式r可知，其轨道半径r将不断减小，故粒子从b运动到a；由于洛伦兹力的方向指向弧形轨道的凹侧，利用左手定则可判断粒子带正电故选b.6.如图是质谱仪工作原理的示意图带电粒子a、b经电压u加速(在a点初速度为零)后，进入磁感应强度为b的匀强磁场中做匀速圆周运动，最后分别打在感光板s上的x1、x2处图中半圆形的虚线分别表示带电粒子a、b所通过的路径，则()aa与b有相同的质量，打在感光板上时，b的速度比a大ba与b有相同的质量，但a的电量比b的电量小ca与b有相同的电量，但a的质量比b的质量大da与b有相同的电量，但a的质量比b的质量小解析：选d.加速过程qumv2，偏转过程x2r，得x ，与v无关，a项错；若质量相同，则电量越大x越小，b项错；若电量相同，则质量越大x越大，c项错，d项对二、双项选择题7两个粒子，带电荷量相等，在同一匀强磁场中只受磁场力而做匀速圆周运动则下列说法正确的是()a若速率相等，则半径必相等b若质量相等，则周期必相等c若mv大小相等，则半径必相等d若动能相等，则周期必相等解析：选bc.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径r，t，由于q、b相同，故m相同，则t相同，与v无关mv大小相等时r相等，答案为b、c项8(广雅中学高二检测)用回旋加速器来加速质子，为了使质子获得的动能增加为原来的4倍，原则上可以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将其磁感应强度增大为原来的4倍c将d形盒的半径增大为原来的2倍d将d形盒的半径增大为原来的4倍解析：选ac.质子在回旋加速器中做圆周运动的半径r，故动能ek，所以要使动能变为原来的4倍，应将磁感应强度b或d形盒半径增为原来的2倍，a、c对，b、d错9.初速度为零的质子p，氘核d和粒子经过同一电场加速后以垂直于磁场方向的速度进入同一匀强磁场，则它们在磁场中()a速度之比vpvdv124b动能之比epede112c运动半径之比rprdr112d运动周期之比tptdt122解析：选bd.质子、氘核、粒子的质量之比为124，电荷量之比为112.由quekmv2，r，t，可得：v，ekqu，r ，故选bd.10.如图所示，有a、b、c、d四个离子，它们带等量的同种电荷，质量不等，mambmcmd，以不等的速度vavbvcvd进入速度选择器后，有两种离子从速度选择器中射出，进入b2磁场，由此可判定()a射到a1的是a离子b射到a1的是b离子c射到a2的是c离子d射到a2的是d离子解析：选bc.只有以v的速度进入速度选择器的离子才能匀速通过选择器，由此可以知道a、b、c、d四种离子只有vbvc，故可以知道通过速度选择器进入b2磁场的离子是b、c，而由于mbmc，由r可以知道质量大的离子轨道半径大，因此，射到a2、a1的离子分别为c、b，综上所述，应该选b、c.三、非选择题11.如图所示，mn表示真空室中垂直于纸面放置的感光板，它的一侧有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小为b.一个电荷量为q的带电粒子从感光板上的狭缝o处以垂直于感光板的初速度v射入磁场区域，最后到达感光板上的p点经测量p、o间的距离为l，不计带电粒子受到的重力求：(1)带电粒子所受洛伦兹力的大小；(2)带电粒子的质量解析：(1)由洛伦兹力公式得：fqvb.(2)由洛伦兹力提供向心力得：qvbm，由题意得r，由以上各式可得粒子的质量为m.答案：(1)qvb(2)12(肇庆市高二质检)如图所示，初速度为零的负离子经电势差为u的匀强电场加速后，从离子枪t中水平射出，经过一段路程后进入水平放置的距离为d的两平行金属板mn和pq之间，离子所经空间存在着磁感应强度为b的匀强磁场不考虑离子重力作用，离子的荷质比在什么范围内，离子才能打在金属板pq上？解析：在加速过程中，据动能定理有mv2qu分析离子进入磁场后打在金属板两端