鲁科物理选修31第6章第3节洛伦兹力的应用练习题目.docVIP

第6章 第3节 (本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！) 1．在匀强磁场中，一个带电粒子做匀速圆周运动，如果又顺利垂直进入另一磁感应强度是原来磁感应强度2倍的匀强磁场，则(　　) A．粒子的速率加倍，周期减半 B．粒子速率不变，轨道半径减半 C．粒子的速度减半，轨道半径变为原来的1/4 D．粒子速度不变，周期减半 【解析】　洛伦兹力不做功，故粒子速率不变，由R＝mv/Bq知，B′＝2B0时R′＝R0/2.同理，T′＝T0/2. 【答案】　BD 2．两个电子以大小不同的初速度沿垂直磁场的方向射入一匀强磁场中．设r1、r2为这两个电子的运动轨道半径，T1、T2是它们的运动周期，则(　　) A．r1＝r2，T1≠T2 B．r1≠r2，T1≠T2 C．r1＝r2，T1＝T2 D．r1≠r2，T1＝T2 【解析】　同种粒子在同一磁场中运动时，R∞v而T与v无关． 【答案】　D3．如右图所示，ab是一弯管，其中心线是半径为R的一段圆弧．将弯管置于给定的匀强磁场中，磁场方向垂直于圆弧所在的平面(即纸面)，并且指向纸外，有一束粒子对准a端射入弯管，若粒子有不同的质量，不同的速度，但都是一价的正离子，则能沿中心线通过弯管的粒子必须(　　) A．速度大小一定 B．质量大小一定 C．质量与速度乘积的大小一定 D．动能大小一定 【解析】　粒子的轨道半径相等，由R＝mv/Bq知在R、B、q相等时，mv一定相等． 【答案】　C 4．带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动轨迹，如右图所示是在有匀强磁场的云室中观察到的粒子的轨迹，a和b是轨迹上的两点，匀强磁场B垂直纸面向里．该粒子在运动时，其质量和电荷量不变，而动能逐渐减小．下列说法正确的是(　　) A．粒子先经过a点，再经过b点 B．粒子先经过b点，再经过a点 C．粒子带负电 D．粒子带正电 【解析】　本题考查的知识点为左手定则、带电粒子在磁场中的运动的半径与速率的关系．从粒子运动的轨迹可以判断，粒子在a点的曲率半径大于在b点的曲率半径．由R＝知，半径越小速度越小，所以粒子在b点的速度小于在a点的速度，故粒子先经过a点，再经过b点，A项正确B错误；根据左手定则可以判断粒子带负电，C项正确D项错误． 【答案】　AC 5．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，可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形金属盒的半径增大为原来的2倍 D．将D形金属盒的半径增大为原来的4倍 【解析】　由R＝及Ek＝mv2，得Ek＝. 【答案】　AC 6．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】　带电粒子在磁场中做匀速圆周运动时，向心力是由洛伦兹力提供的，因此由牛顿第二定律得：f＝Bqv＝，又T＝.所以得T＝，由此可以确定，带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期与速率无关，则AB错；由左手定则可确定带电粒子匀速圆周运动时，速度的方向与磁场的方向是垂直的关系，则C错D对． 【答案】　D 7．如右图所示，在一矩形区域内，不加磁场时，不计重力的带电粒子以某一初速度垂直左边界射入，穿过区域的时间为t.若加磁感应强度为B的水平向里的匀强磁场．带电粒子仍以原来的初速度入射，粒子飞出时偏离原方向60°，利用以上数据可求出下列物理量中的(　　) A．带电粒子的比荷B．带电粒子在磁场中运动的周期 C．带电粒子的初速度D．带电粒子在磁场中的运动半径 【答案】　AB 8.如右图所示，在垂直于纸面向内的匀强磁场中，垂直于磁场方向发射出两个电子1和2，其速度分别为v1和v2.如果v2＝2v1，则1和2的轨道半径之比r1∶r2及周期之比T1∶T2分别为(　　) A．r1∶r2＝1∶2，T1∶T2＝1∶2 B．r1∶r2＝1∶2，T1∶T2＝1∶1 C．r1∶r2＝2∶1，T1∶T2＝1∶1 D．r1∶r2＝1∶1，T1∶T2＝2∶1 【解析】　因为粒子在磁场中做圆周运动的半径r＝mv/qB，周期T＝2πm/qB，所以r1∶r2＝∶＝v1∶v2＝1∶2，T1∶T2＝∶＝1∶1 【答案】　B9．如图所示，直角三角形ABC中存在一匀强磁场，比荷相同的两个粒子沿AB方向射入磁场，分别从AC边上的P、Q两点射出，则(　　) A．从P射出的粒子速度大 B．从Q射出的粒子速度大 C．从P射出的粒子，在磁场中运动的时间长 D．两粒子在磁场中运动的时间一样长【解析】　作出各自的轨迹如右图所示，根据圆周运动特点知，分别从P、Q点射出时，与AC边夹角相同，故可判定从P、Q点射出时，半径R1R2，所以，从Q点射出的粒子速度大，B正确；根据