2019-2020年高二物理 第15单元：达标训练（4、磁场对运动电荷的作用）(有解析) 大纲人教版.doc

2019-2020年高二物理 第15单元：达标训练（4、磁场对运动电荷的作用）(有解析) 大纲人教版基础巩固 1.关于带电粒子所受洛伦兹力F和磁感应强度B及粒子速度v三者之间的关系，下列说法中正确的是（）A.F、B、v三者必定均保持垂直B.F必定垂直于B、v，但B不一定垂直于vC.B必定垂直于F、v，但F不一定垂直于vD.v必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B解析：根据左手定则，洛伦兹力垂直于B，也垂直于v，垂直于B与v所决定的平面，但B与v不一定垂直.答案：B2.如图15-4-8所示的是磁感应强度B、正电荷速度v和磁场对电荷的作用力F三者方向的相互关系图（其中B垂直于F与v决定的平面，B、F、v两两垂直）.其中正确的是（）答案：D3.如图15-4-9所示，匀强磁场方向水平向里，匀强电场方向竖直向下，有一正离子恰能沿直线从左向右水平飞越此区域.则（）图15-4-9A.若电子从右向左飞入，电子也沿直线运动B.若电子从右向左飞入，电子将向上偏转D.若电子从左向右飞入，电子也沿直线运动解析：若电子从右向左飞入，电场力向上，洛伦兹力也向上，所以上偏，B正确.若电子从左向右飞入，电场力向上，洛伦兹力向下.由题意，对正电荷qE=Bqv，与q无关，所以对电子两者也相等，所以电子从左向右飞，做匀速直线运动.答案：BD4.一个长螺线管中通有电流，把一个带电粒子沿中轴线射入（若不计重力影响），粒子将在管中（）A.做圆周运动 B.沿轴线来回运动C.做匀加速直线运动 D.做匀速直线运动解析：通电长螺线管内部的磁场方向始终与中轴线平行，带电粒子沿磁场方向运动时，不受磁场力，所以一直保持原运动状态不变，正确答案是D.答案：D5.如图15-4-10所示，两平行板间有场强为E的匀强电场，方向竖直向下，一带电荷量为q的负粒子（不计重力），垂直于电场方向以速度v飞入两板间.为了使粒子沿直线飞出，应在垂直于纸面内加一方向为_的匀强磁场，其磁感应强度B=_.图15-4-10解析：若粒子沿直线飞出，须电场力与洛伦兹力相等.因电场力竖直向上，所以洛伦兹力竖直向下，根据左手定则判断出磁场方向垂直纸面向里，由qE=Bqv 得B=E/v.答案：垂直纸面向里 E/v6.地球的磁场可以使太空来的宇宙射线发生偏转.已知北京上空某处的磁感应强度为1.210 -4 T，方向由南指向北，如果有一速度v5.0105m/S的质子（带电荷量q1.610 -19C）竖直向下运动，则质子受到的洛伦兹力大小是_N，方向_.解析：应用洛伦兹力公式以及左手定则即可判断.答案：9.610-18 向东综合应用 7.如图15-4-11所示，甲带正电，乙是不带电的绝缘物块，甲、乙叠放在一起置于粗糙的地板上，空间有垂直纸面向里的匀强磁场，用水平恒力F拉乙物块，使甲、乙无相对滑动一起向左加速运动，在加速阶段（）图15-4-11A.甲、乙两物块间的摩擦力不断增大B.甲、乙两物块间的摩擦力不断减小C.甲、乙两物块间的摩擦力大小不变D.乙物块与地面间的摩擦力不断增大解析：加速阶段甲速度v增大，所受洛伦兹力f变大（f=Bqv），对B压力增大，对地面压力增大，据Ff=FN，Ff增大，D对.而甲乙之间无相对滑动，整体加速度减小，甲乙摩擦力变小.答案：BD8.(全国理综)如图15-4-12中所示为一“滤速器”装置示意图.a、b为水平放置的平行金属板，一束具有各种不同速率的电子沿水平方向经小孔O进入a、b两板之间.为了选取具有某种特定速率的电子，可在a、b间加上电压，并沿垂直于纸面的方向加一匀强磁场，使所选电子仍能够沿水平直线OO运动，由O射出.不计重力作用，可能达到上述目的的办法是（图15-4-12A.使a板电势高于b板，磁场方向垂直纸面向里B.使a板电势低于b板，磁场方向垂直纸面向里C.使a板电势高于b板，磁场方向垂直纸面向外D.使a板电势低于b板，磁场方向垂直纸面向外解析：要使电子沿直线OO射出，则电子必做匀速直线运动，电子受力平衡.在该场区，电子受到电场力和洛伦兹力，要使电子二力平衡，则二力方向为竖直向上和竖直向下.选项A电子所受电场力竖直向上，由左手定则判断洛伦兹力竖直向下，满足受力平衡.同理，选项D也满足受力平衡.所以选项AD正确.答案：AD9.绝缘细线下悬挂一带正电小球，在垂直于纸面向里的匀强磁场中自由摆动，空气阻力不计.如图15-4-13所示，A、B为可达到的最高位置，O为其最低点.当小球从A点摆下经过O时速度为v1，此时线的张力为T 1；从B摆下经过O时速度为v 2，此时线的张力为T2.则有v 1_v 2，T 1_T 2.（填“”“”或“”）图15-4-13解析：小球由A到O受重力、悬线拉力，洛伦兹力向上；从B到O，洛伦兹力向下，只有重力做功，由动能定理mgL（1-cos）=mv2得两次v相等；由圆周运动知识得，T1+f洛-mg=m，T2-f洛-mg=m得T1T2.答案：=10.质量为m、带电荷量为+Q的小球拴在长为L的轻绳上做偏角为60的摆动，现给此区域加一个方向垂直于小球摆动平面的水平匀强磁场，磁感应强度的大小为B.则小球摆到最低点时对轻绳的拉力大小为_.解析：取小球为研究对象，受重力、悬线拉力、洛伦兹力.若磁场垂直纸面向里，洛伦兹力向上；若磁场垂直纸面向外，洛伦兹力向下.由A到B由动能定理mgL（1-cos60）=mv2得v2=gL.由T-mgBqv=m 得T=2mgBq.答案：2mgqB 11.(上海) 阴极射线是从阴极射线管的阴极发出的高速运动的粒子流，这些微观粒子是_.若在如图15-4-14所示的阴极射线管中部加上垂直于纸面向里的磁场，阴极射线将_（填“向上”“向下”“向里”或“向外”）偏转 图15-4-14 图15-4-15解析：阴极射线的实质是电子流，电子流形成的等效电流方向向左，当加上垂直纸面向里的磁场后，由左手定则知电子受到的洛伦兹力方向向下.答案：电子向下12.光滑水平面上方存在匀强电场E和匀强磁场B，电场线水平向右，磁感线水平指向纸里，水平面左端固定着一块竖直挡板，离挡板相距L处放着一个质量为m、带电荷量为-q的小物块m，如图15-4-15所示.物块在电场力作用下从静止开始运动，而后相继多次与挡板相碰，物块每次和挡板碰撞后速度都减为碰前的k倍（k1）.设物体在运动和碰撞过程中电荷量始终不变，碰撞时间极短.（1）要使物体运动中始终不离开水平面，L应满足什么条件（2）从物体开始运动到最后停止共需要多少时间？解析：（1）v0是依靠电场力在L段做功而获得，由动能定理有：EqL=mv02所以 Bqvmg（2）物体m第一次运动到挡板所用时间t0，由L=at02及得第一次碰后的速度v1=kv0.往返过程中因水平面光滑，只受电场力作用，做竖直上抛运动，时间t1为：第二次碰后向右的往返时间第n次碰后向右的往返时间因碰撞时间不计，总的运动时间t=t0+t1+t2+tn=（1+2k+2k2+2kn）.