人教版高中物理选择性必修第二册第一章安培力与洛伦兹力课时作业含答案

作业（三）满分：50分一、单项选择题：每题4分，共24分。1．如图所示，在赤道处，将一小球向东水平抛出，落地点为a．使小球带上电荷后，仍以原来的速度抛出，考虑地磁场的影响，下列说法正确的是()A．无论小球带何种电荷，小球落地时的速度的大小不变B．无论小球带何种电荷，小球在运动过程中机械能不守恒C．若小球带负电荷，小球会落在a点的右侧D．若小球带正电荷，小球仍会落在a点2．（2024·重庆万州·阶段练习）如图示，正方形区域abcd中充满匀强磁场，磁场方向垂直纸里．一个氢核从ad边的中点m沿着既垂直于ad边又垂直于磁场的方向，以一定速度射入磁场，正好从ab边中点n射出磁场．若将磁场的磁感应强度变为原来的2倍，其他条件不变，则这个氢核射出磁场的位置是A．在b、n之间某点 B．在n、a之间某点C．就从a点射出 D．在a、m之间某点3．3．（2024·重庆沙坪坝·阶段练习）如图所示的虚线框为一长方形区域，该区域内有一垂直于纸面向里的匀强磁场，一束电子以不同的速率从O点垂直于磁场方向、沿图中方向射入磁场后，分别从a、b、c三点射出磁场，比较它们在磁场中的运动时间ta、tb、tc，其大小关系是（）A．ta<tb<tc B．ta＝tb＝tc C．ta＝tb>tc D．ta<tb=tc4.（2024·江西南昌·阶段练习）如图所示，a和b是从A点以相同的速度垂直磁场方向射入匀强磁场的两个粒子运动的半圆形径迹，已知两个粒子带电量相同，且ra=2rb，不计重力的影响，则由此可知

（

）A．两粒子均带正电，质量比B．两粒子均带负电，质量比C．两粒子均带正电，质量比D．两粒子均带负电，质量比5．5.（2025·江苏盐城·阶段练习）下列四幅图分别是等离子体发电机、质谱仪、回旋加速器、速度选择器的示意图，进入装置的带电粒子重力均不计，下列说法正确的是（）A．图甲中板是电源的负极B．图乙中粒子打在照相底片上的位置越靠近，粒子的比荷越小C．图丙中若增大回旋加速器的加速电压，粒子获得的最大动能增大D．图丁中从左侧射入的带电粒子，若能沿直线射出，其速度大小为6．（2025·河南郑州·期中）如图所示，圆形区域内存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，比荷相同的两个粒子沿直径AB方向从A点射入磁场中，分别从圆弧上的P、Q两点射出，下列说法正确的是（）

A．从P点射出的粒子与从Q点射出的粒子在磁场中运动轨道半径之比为3∶1B．从P点射出的粒子与从Q点射出的粒子在磁场中做匀速圆周运动周期之比为2∶1C．从P点射出的粒子与从Q点射出的粒子在磁场中速率之比为1∶3D．两粒子分别从A到P、Q经历时间之比为3∶1二、多项选择题：每题6分，共12分。7．（2025·重庆万州·阶段练习）如图所示，半径为的圆形区域内有一垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为，点是圆心，是磁场边界上的最低点。大量质量均为、电荷量为的带电粒子，以相同的速率从点沿纸面内的各个方向射入磁场区域。已知粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径为圆形区域水平直径的两个端点，粒子的重力、空气阻力和粒子间的相互作用均不计，则下列说法正确的是（）A．若，则粒子在磁场中运动的最长时间为B．若，则从点有沿水平方向射出磁场的粒子C．若，则圆周上有一半区域有粒子射出D．若，则与连线成角偏右侧进入磁场的粒子在磁场中经历的时间为8．（2025·湖南永州·期末）如图所示，直线MN与水平方向成30°角，MN的右上方存在垂直纸面向外，磁感应强度大小为B的匀强磁场，左下方存在垂直纸面向里磁感应强度大小为的匀强磁场。一粒子源位于MN上的a点，能水平向右发射不同速率、质量为m、电荷量为q的带正电同种粒子（重力不计，粒子间的相互作用不计），所有粒子均能通过MN上的b点，已知，则粒子的速度可能是（）A． B．C． D．三、非选择题：共14分。9．（5分）（2025·河南开封·阶段练习）如图，真空区域有宽度为L、磁感应强度为B的匀强磁场，方向如图所示，MN、PQ是磁场的边界。质量为m、电荷量为q的正电荷粒子（不计重力）沿着与MN夹角为60°的方向射入磁场中，刚好没能从PQ边界射出磁场。求：(1)粒子射入磁场时的速度大小；(2)粒子在磁场中运动的时间。10．（9分）（2025·北京平谷·阶段练习）磁聚焦技术是高能物理学中的一种重要技术，用于将高能粒子束聚焦到某一特定位置，以便进行精确的实验研究。现有电子射入圆形匀强磁场区域，当满足一定条件时，这些电子就会汇聚于同一点。已知电子的质量为m、电荷量为e，忽略电子所受重力和电子间的相互作用。(1)如图1所示，在xOy平面内，有一半径为R、中心位于原点O的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，P、Q为圆形磁场区域的边界与坐标轴的交点。电极K发出电子（初速度不计），经过电压为U的加速电场后，由小孔S沿PO方向射入圆形磁场区域，并从Q点射出磁场。a.求电子从加速电场射出时的速度v0的大小；b.求磁感应强度B的大小。(2)将（1）中的电子发射装置换成如图2所示的电子源，电子源能持续不断地沿y轴正方向以相同的速度v0发射电子，形成宽，在x轴方向均匀分布且关于y轴对称的电子流。这些电子经磁场偏转后均从Q点射出磁场。求电子流从Q点射出时与x轴方向的夹角θ的范围。参考答案1.答案：A解析：无论小球带何种电荷，小球在磁场中运动时受洛伦兹力方向与速度垂直，则洛伦兹力不做功，只有重力做功，机械能守恒，则落地时的速度的大小不变，A正确，B错误；若小球带负电荷，根据左手定则可知小球受斜向左下方的洛伦兹力，这样小球偏折程度更大，会落在a的左侧，C错误；若小球带正电荷，根据左手定则可知小球受斜向右上方的洛伦兹力，这样小球会飞得更远，落在a点的右侧，D错误．2.答案：C解析：设边长为a，则从n点射出的粒子其半径恰好为；由牛顿第二定律可得，当磁感应强度变为原来的2倍时，由，得，故粒子应从a点穿出；答案：C解析：电子在磁场中做圆周运动的周期，则电子在磁场中运动的时间为，与速度无关，故在磁场中运动的时间取决于圆心角的大小。由几何关系可知，，C正确；4.答案：B解析：两粒子进入磁场后均向下偏转，可知在A点，均受到向下的洛伦兹力，由左手定则可知，四指所指的方向与运动方向相反，得知两个粒子均带负电；在磁场中由洛伦兹力提供向心力，则有，得，因a、b进入磁场的速度相同，电量也相同，又在同一磁场运动，故.5.答案：A解析：根据左手定则可以判断等离子体中正电荷向B极板偏转，负电荷向A极板偏转，故A为电源负极，A正确；电荷在电场中加速，由动能定理可得，到磁场后，又由，解得，即比荷越大，d越小，B错误；回旋加速器的最大速度由D型盒的半径决定，C错误；图丁中从左侧射入的带电粒子，若能沿直线射出，则有，则速度大小为,D错误；6.答案：A解析：做出带电粒子运动轨迹如图所示，根据几何关系可知，到达P点的粒子在磁场中转过的角度为，到达Q点的粒子在磁场中转过的角度为，设圆形磁场的半径为R，根据几何关系可得，，解得，A正确；带电粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，得圆周运动半径，圆周运动周期，周期与粒子速度无关，只与粒子比荷和磁感应强度有关，所以从P点射出的粒子与从Q点射出的粒子在磁场中做匀速圆周运动周期相同，B错误；带电粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，解得，从P点射出的粒子与从Q点射出的粒子在磁场中运动轨道半径之比为3∶1，可知速度之比也为3:1，C错误；两粒子圆周运动周期相同，到达P点的粒子在磁场中转过的角度为，到达Q点的粒子在磁场中转过的角度为，可得，，得，D错误。7.答案：AC解析：根据洛伦兹力提供向心力有，要使带电粒子在圆形磁场中的运动时间最长，则粒子圆周运动的轨迹应以磁场圆直径为弦，则粒子的运动轨迹如图，由几何关系知，此轨迹在磁场中的偏转角为60°，所以最长时间为，A正确；若粒子能从A点水平射出磁场，则在A点作速度方向的垂线，再作AP两点的中垂线，交点即为圆心，此时圆周运动的半径r≠2R，如图所示，B错误；若r=R，以P为圆心，R为半径画圆，通过几何关系可知，粒子只能从圆弧AMC（M为PO延长线与磁场边界的交点）射出，即圆周上有一半区域有粒子射出，故C正确；若r=R，与OP连线成30°角偏右侧进入磁场的粒子，其轨迹所对的圆心角为120°，运动时间，D错误。8.答案：AC解析：粒子可能在两个磁场间做多次运动，画出粒子可能的轨迹，如图所示，粒子对应的圆心角均为60°，根据洛伦兹力提供向心力有，设粒子在右侧部分磁场中的运动半径为，可知粒子在左侧磁场中的半径为，若粒子运动奇数段圆弧经过b点，有（n=0，1，2……），若粒子运动偶数段圆弧经过b点，有（n=1，2……），根据洛伦兹力提供向心力有，所以，或满足题意。9.答案：(1)(2)解析：（1）粒子到达PQ边界时速度方向与边界线相切，如图所示则根据几何关系可知，粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，解得由粒子运动轨迹可知粒子转过的圆心角为240°，粒子在磁场中运动的周期为，粒子在磁场中运动的时间为。10.答案：(1)(2)-45°≤θ≤45°解析：（1）a由动能定理，得b．电子在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，运动轨迹如答图