内蒙古高三物理 单元知识点测试53《磁场对运动电荷的作用力》

1 内蒙古新人教版物理高三单元测试内蒙古新人教版物理高三单元测试 5353 磁场对运动电荷的作用力磁场对运动电荷的作用力 学校 姓名 班级 考号 注意事项 1 答题前填写好自己的姓名 班级 考号等信息 2 请将答案正确填写在答题卡上 第第 I I 卷 选择题卷 选择题 共共 4545 分 分 评卷人得分 一 选择题 本题共 15 小题 每小题 3 分 共 45 分 在每小 题给出的四个选项中 有的小题只有一个选项正确 有的小题 有多个选项正确 全部选对的得 3 分 选对但不全的得 2 分 错选或不答的得 0 分 1 两个带电粒子以相同的速度垂直磁感线方向进入同一匀强磁场 两粒子质量之比为 1 4 电量之比为 1 2 则两带电粒子受洛仑兹力之比为 A 2 1 B 1 1 C 1 2 D 1 4 2 关于运动电荷在磁场中受到的力 下列说法中正确的是 A 运动电荷在磁感应强度不为零的地方 一定受到洛仑兹力的作用 B 运动电荷在某处不受洛仑兹力的作用 则该处的磁感应强度一定为零 C 洛仑兹力不改变带电粒子的速度 D 运动电荷受到洛伦兹力时 电荷的运动方向与磁场方向不可能平行 3 对阴极射线管的认识 下列说法错误的是 A 阴极射线管是用来观察电子束运动轨迹的装置 B 借助阴极射线管我们可以看到每个电子的运动轨迹 C 阴极射线管内部抽成真空 D 阴极射线管工作时 它的阴极和阳极之间存在强电场 4 借助阴极射线管 我们看到的是 A 每个电子的运动轨迹 B 所有电子整体的运动轨迹 C 看到的是真实的电子 D 看到的是错误的假象 5 关于洛伦兹力 下列说法正确的是 2 A 带电粒子在磁场中一定会受到洛伦兹力的作用 B 若带电粒子在某点受到洛伦兹力的作用 则该点的磁感应强度一定不为零 C 洛伦兹力不会改变运动电荷的速度 D 仅受洛伦兹力作用 重力不计 的运动电荷的动能一定不改变 6 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 变为原来的四分之一 B 增大为原来的 4 倍 C 减小为原来的一半 D 增大为原来的 2 倍 7 以下关于洛仑兹力的各种说法中正确的是 A 电荷在磁场中一定受到洛仑兹力 B 运动的电荷在磁场中一定受到洛仑兹力 C 洛仑兹力对电荷永远不做功 D 洛仑兹力的方向总是垂直于磁场方向和电荷速度方向所构成的平面 8 质子流从南向北进入匀强磁场 磁场方向是从东向西的 则质子所受洛仑兹力的方向为 A 向东 B 向南 C 向上 D 向下 9 下列说法正确的是 A 运动电荷在磁感应强度不为零的地方 一定受到洛伦兹力作用 B 运动电荷在某处不受洛伦兹力作用 则该处的磁感应强度一定为零 C 洛伦兹力即不能改变带电粒子的动能 也不能改变带电粒子的动量 D 洛伦兹力对带电粒子永不做功 10 图中表示磁场 B 正电荷运动方向 v 和磁场对电荷作用力 f 的相互关系图 这四个图中画 的正确的是 已知 B 垂直于 f 与 v 决定的平面 B f V 两两垂直 3 11 目前世界上正在研究的一种新型发电机叫磁流体发电机 如图所示表示它的发电原理 将一束等离子体 即高温下电力的气体 含有大量带正电和带负电的微粒 而从整体来说呈 中性 喷射入磁场 磁场中有两块金属板 A B 这时金属板上就聚集电荷 在磁极配置如图 中所示情况下 下列说法不正确的是 A A 板带正电 B 有电流从 b 经用电器流向 a C 金属板 A B 间的电场方向向上 D 等离子体发生偏移的原因是所受洛伦兹力大于电场力 12 如图所示 在光滑水平面上固定一条形磁铁 有一小球以 一定的初速度向磁铁方向运动如果发现小球做减速运动 则 小球的材料可能是 A 铁 B 木 C 铜 D 铝 13 如图所示 阴极射线管的阴极 左侧极板 不断有电子射出 若在管的正下方放一通电直 导线 ab 射线的径迹往下偏 A 径迹往下偏是由于电子的重力引起的 B 径迹的偏向与 ab 中的电流方向无关 C 电子所受洛伦兹力向上 D 导线中的电流从 b 流向 a 14 一带电粒子在匀强磁场中沿着磁感线方向运动 现将该磁场的磁感应强度增大一倍 则 带电粒子受到的洛仑兹力 A 增大两倍 B 增大一倍 C 减小一半 D 依然为零 15 如图所示 在示波管下方有一根水平放置的通电直电线 则示波管中的电子束将 4 A 向上偏转 B 向下偏转 C 向纸外偏转 D 向纸里偏转 第第 IIII 卷 非选择题 卷 非选择题 非选择题 共 55 分 评卷人得分 二 填空题 本题共 3 小题 每小题 4 分 共 12 分 16 4 分 洛仑兹力的方向总跟 的方向垂直 所以洛仑兹力只能改变 不能改变 或者说 洛仑兹力对 不做功 17 09 年宿迁市学业水平测试 在赤道附近的地磁场可看做是沿南北方向的匀强磁场 磁 感应强度的大小是 0 5 10 4T 如果赤道上有一根沿东西方向的直导线 长 20m 通有从东 向西的电流 30A 问地磁场对这根导线的作用力为 方向为 18 06 年上海卷 如图所示 一束 粒子自下而上进入一垂直纸 面的匀强磁场后发生偏转 则磁场方向向 进入磁场后 粒子的动能 填 增加 减少 或 不变 评卷人得分 三 计算题 本题共 4 小题 共 43 分 解答时应写出必要的文 字说明 方程式和重要的演算步骤 有数值计算的题 答案中 必须明确写出数值和单位 只写出最后答案的不能得分 19 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 5 2 带电粒子的质量 20 09 年英雄山中学期末 如图所示 一带电粒子以某一速度在竖直平面内做直线运动 经过一段时间后进入一垂直于纸面向里 磁感应强度为 B 的匀强磁场区域 图中未画出磁场 区域 粒子飞出磁场后垂直电场方向进入宽为 L 的匀强电场 电场强度大小为 E 方向垂直 向上 当粒子穿出电场时速度方向改变了 45 角 已知带电粒子的质量为 m 电量为 q 重 力不计 粒子进入磁场前的速度如图与水平方向成 60 角 试解答 1 粒子带正电还是负电 2 带电粒子在磁场中运动时速度多大 3 若磁场区域为圆形 则最小的圆形磁场区域的 半径为多大 21 09 年长郡中学月考 如图所示 一质量为 0 4kg 足够长且粗细均匀的绝缘细管置于水平地面上 细 管内表面粗糙 外表面光滑 有一质量为 0 1kg 电荷量为 0 1C 的带正电小球沿管以水平向 右的速度进入管内 细管内径略大于小球直径 运动过程中小球电荷量保持不变 空间中存 在垂直绝缘细管水平向里的匀强磁场 磁感应强度为 1 0T 取水平向右为正方向 g 10m s2 1 带电小球以 20m s 的初速度进入管内 则系统最终产生的内能为多少 2 小球以不同的初速度v0进入管中 在细管未离开地面的情况下 求小球最终稳定时 的速度vt与初速度v0的函数关系 并以初速度v0为横坐标 最终稳定的速度vt为横坐标 在乙图中画出小球初速度和最终稳定的速度的关系图象 22 08 年四川卷 如图 一半径为R的光滑绝缘半球面开口向下 固定在水平面上 6 整个空间存在匀强磁场 磁感应强度方向竖直向下 一电荷量为q q 0 质量为m的小球 P在球面上做水平的匀速圆周运动 圆心为O 球心O到该圆周上任一点的连线与竖直方向 的夹角为 0 为了使小球能够在该圆周上运动 求磁感应强度大小的最小值及 小球P相应的速率 重力加速度为g 试卷答案试卷答案 1 C 2 D 3 B 4 B 5 BD 6 D 7 CD 8 C 9 D 10 D 11 A 7 12 CD 13 D 14 D 15 A 16 电荷 运动粒子运动的方向 粒子运动的快慢 带电粒子 17 0 03 向下 18 答案答案 里 不变 解析解析 由图可知 粒子 带负电 进入磁场时所受洛伦兹力方向水平向右 根据左手 定则可以判断磁场方向向里 由于 粒子在磁场中运动 洛伦兹力不做功 所以 粒子的 动能不变 19 1 由洛仑兹力公式得 f qvB 2 分 2 由洛仑兹力提供向心力得 qvB 2 分 2 v m r 由题意得 r l 2 1 分 由以上各式可得离子穿过磁场所用时间为 m qBl 2v 2 分 20 解析解析 1 根据粒子在磁场中偏转的情况和左手定则可知 粒子带负电 3 分 2 由于洛仑兹力对粒子不做功 故粒子以原来的速率进入电场中 设带电粒子进 入电场的初速度为v0 在电场中偏转时做类平抛运动 由题意知粒子离开电场时的末速度与 初速度夹角为 45 将末速度分解为平行于电场方向和垂直于电场方向的两个分速度vx和 vy 由几何关系知 vx vy 8 v0 2 分 vy at 1 分 qE ma 1 分 L v0t 1 分 解得 2 分 3 如图所示 带电粒子在磁场中所受洛仑兹力作为向心力 设在磁场中做圆周运动 的半径为 R 圆形磁场区域的半径为 r 则 1 分 1 分 由几何知识可得 9 2 分 21 解析解析 1 小球刚进入管内时受到的洛仑兹力方向竖直向上 洛仑兹力大小为 N 1 分 由于 小球与管的上壁有弹力 摩擦使球减速至 得 m s 1 分 球与管系统动量守恒 得 m s 2 分 系统产生内能 2 分 代入数据得 1 分 2 当小球初速小于m s 时 小球与管的下壁有弹力 摩擦 力使小球最终与管共速 系统动量守恒 代入数据得 m s 2 分 当初速度大于时细管离开地面 10 代入数据得 m s 2 分 当小球初速时 小球与管的上壁有弹力 摩擦使球减速最终 速度为vt 即