2019-2020年高中物理 5.6洛伦兹力与现代科技自我小测 沪科版选修3-1.doc

2019-2020年高中物理 5.6洛伦兹力与现代科技自我小测 沪科版选修3-11两个粒子，电荷量相同，在同一匀强磁场中受磁场力而做匀速圆周运动()A若速率相等，则半径必相等B若动能相等，则周期必相等C若质量相等，则周期必相等D若质量与速度的乘积大小相等，则半径必相等2如下图所示，在x轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，一个不计重力的带电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成120角，若粒子穿过y轴正半轴后在磁场中到x轴的最大距离为a，则该粒子的比荷和所带电荷的正负是()A.，正电荷 B.，正电荷C.，负电荷 D.，负电荷3如图所示为一“滤速器”装置的示意图。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()A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4下图为云室中某粒子穿过铅板P前后的轨迹。室中匀强磁场的方向与轨迹所在平面垂直(图中垂直于纸面向里)，由此可知此粒子()A一定带负电B可能带负电也可能带正电C可能是从上而下穿过该铅板D一定是从下而上穿过该铅板5三个相同的带电小球1、2、3，在重力场中从同一高度由静止开始落下，其中小球1通过一附加的水平方向匀强电场，小球2通过一附加的水平方向匀强磁场。设三个小球落到同一高度时的动能分别为E1、E2和E3，忽略空气阻力，则()AE1E2E3 BE1E2E3CE1E2E3 DE1E2E36一个带正电的小球以速度v0沿光滑的水平绝缘桌面向右运动，飞离桌子边缘后，通过匀强磁场区域，落在地板上，磁场方向垂直纸面向里，如右图所示，其水平射程为s1，落地速度为v1，撤去磁场后，其他条件不变，水平射程为s2，落地速度为v2，则()As1s2 Bs1s2Cv1v2 Dv1v27如图为质谱仪的示意图。速度选择器部分的匀强电场场强E1.2105 V/m，匀强磁场的磁感应强度为B10.6 T。偏转分离器的磁感应强度为B20.8 T。求：(1)能通过速度选择器的粒子速度有多大？(2)质子和氘核进入偏转分离器后打在底片上的条纹之间的距离d为多少？参考答案1解析：因为粒子在磁场中做圆周运动的半径rmv/qB，周期T2m/qB，又粒子电荷量相同又在同一磁场中，所以q、B相等，r与m、v有关，T只与m有关，所以C、D正确。答案：CD2解析：从“粒子穿过y轴正半轴后”可知粒子向右侧偏转，洛伦兹力指向运动方向的右侧，由左手定则可判定粒子带负电荷，作出粒子运动轨迹示意图如图所示。根据几何关系有rrsin30a，再结合半径表达式r可得，故C正确。答案：C3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。A选项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，D选项也满足受力平衡。所以A、D选项正确。答案：AD4解析：穿过铅板后要损失机械能，即速度减小，因此半径要减小，由此判断粒子从下往上穿过，带正电。答案：D5解析：三小球下落，在下落过程中，重力对三球均做功，但1球过电场，电场力要对小球做正功，2球过磁场，只有重力做功，3球也只有重力做功，所以由动能定理可知，E1mghWE，E2E3mgh所以E1E2E3。答案：B6解析：带正电的小球运动过程洛伦兹力不做功，据动能定理知两种情况不均为mghmv2，所以v1v2，故C正确；带电小球在空间磁场中运动时洛伦兹力的水平分力做正功，竖直分力做负功，二者代数和为零，但水平速度要增加，竖直速度要减小，落地时间增大，所以水平射程s1s2，B正确。答案：BC7解：(1)能通过速度选择器的离子所受电场力和洛伦兹力等大反向。即qB1vqE，v m/s2105 m/s。(2)粒子进入磁场B2后做圆周运动，洛伦兹力提供向心力。qB2vm，则R。设质子质量为m，则氘核质量为2m，质子和氘核的带电荷量均为e，则：d225.2103 m。