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2019-2020年高中物理 5.6洛倫茲力與現(xiàn)代科技自我小測(cè) 滬科版選修3-1 1兩個(gè)粒子，電荷量相同，在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中受磁場(chǎng)力而做勻速圓周運(yùn)動(dòng)(　　) A．若速率相等，則半徑必相等 B．若動(dòng)能相等，則周期必相等 C．若質(zhì)量相等，則周期必相等 D．若質(zhì)量與速度的乘積大小相等，則半徑必相等 2如下圖所示，在x軸上方存在著垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一個(gè)不計(jì)重力的帶電粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O處以速度v進(jìn)入磁場(chǎng)，粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度方向垂直于磁場(chǎng)且與x軸正方向成120角，若粒子穿過y軸正半軸后在磁場(chǎng)中到x軸的最大距離為a，則該粒子的比荷和所帶電荷的正負(fù)是(　　) A.，正電荷 B.，正電荷 C.，負(fù)電荷 D.，負(fù)電荷 3如圖所示為一“濾速器”裝置的示意圖。a、b為水平放置的平行金屬板，一束具有各種不同速率的電子沿水平方向經(jīng)小孔O進(jìn)入a、b兩板之間。為了選取具有某種特定速率的電子，可在a、b間加上電壓，并沿垂直于紙面的方向加一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，使所選電子仍能夠沿水平直線OO′運(yùn)動(dòng)，由O′射出。不計(jì)重力作用，可能達(dá)到上述目的的辦法是(　　) A．使a板電勢(shì)高于b板，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里 B．使a板電勢(shì)低于b板，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里 C．使a板電勢(shì)高于b板，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外 D．使a板電勢(shì)低于b板，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外 4下圖為云室中某粒子穿過鉛板P前后的軌跡。室中勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向與軌跡所在平面垂直(圖中垂直于紙面向里)，由此可知此粒子(　　) A．一定帶負(fù)電 B．可能帶負(fù)電也可能帶正電 C．可能是從上而下穿過該鉛板 D．一定是從下而上穿過該鉛板 5三個(gè)相同的帶電小球1、2、3，在重力場(chǎng)中從同一高度由靜止開始落下，其中小球1通過一附加的水平方向勻強(qiáng)電場(chǎng)，小球2通過一附加的水平方向勻強(qiáng)磁場(chǎng)。設(shè)三個(gè)小球落到同一高度時(shí)的動(dòng)能分別為E1、E2和E3，忽略空氣阻力，則(　　) A．E1＝E2＝E3 B．E1＞E2＝E3 C．E1＜E2＝E3 D．E1＞E2＞E3 6一個(gè)帶正電的小球以速度v0沿光滑的水平絕緣桌面向右運(yùn)動(dòng)，飛離桌子邊緣后，通過勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，落在地板上，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，如右圖所示，其水平射程為s1，落地速度為v1，撤去磁場(chǎng)后，其他條件不變，水平射程為s2，落地速度為v2，則(　　) A．s1＝s2 B．s1＞s2 C．v1＝v2 D．v1＞v2 7如圖為質(zhì)譜儀的示意圖。速度選擇器部分的勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E＝1.2105 V/m，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1＝0.6 T。偏轉(zhuǎn)分離器的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2＝0.8 T。求： (1)能通過速度選擇器的粒子速度有多大？ (2)質(zhì)子和氘核進(jìn)入偏轉(zhuǎn)分離器后打在底片上的條紋之間的距離d為多少？ 參考答案 1解析：因?yàn)榱Ｗ釉诖艌?chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r＝mv/qB，周期T＝2πm/qB，又粒子電荷量相同又在同一磁場(chǎng)中，所以q、B相等，r與m、v有關(guān)，T只與m有關(guān)，所以C、D正確。 答案：CD 2解析：從“粒子穿過y軸正半軸后……”可知粒子向右側(cè)偏轉(zhuǎn)，洛倫茲力指向運(yùn)動(dòng)方向的右側(cè)，由左手定則可判定粒子帶負(fù)電荷，作出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖如圖所示。根據(jù)幾何關(guān)系有r＋rsin30＝a，再結(jié)合半徑表達(dá)式r＝可得＝，故C正確。 答案：C 3解析：要使電子沿直線OO′射出，則電子必做勻速直線運(yùn)動(dòng)，電子受力平衡。在該場(chǎng)區(qū)，電子受到電場(chǎng)力和洛倫茲力，要使電子二力平衡，則二力方向?yàn)樨Q直向上和豎直向下。A選項(xiàng)電子所受電場(chǎng)力豎直向上，由左手定則判斷洛倫茲力豎直向下，滿足受力平衡。同理，D選項(xiàng)也滿足受力平衡。所以A、D選項(xiàng)正確。 答案：AD 4解析：穿過鉛板后要損失機(jī)械能，即速度減小，因此半徑要減小，由此判斷粒子從下往上穿過，帶正電。 答案：D 5解析：三小球下落，在下落過程中，重力對(duì)三球均做功，但1球過電場(chǎng)，電場(chǎng)力要對(duì)小球做正功，2球過磁場(chǎng)，只有重力做功，3球也只有重力做功，所以由動(dòng)能定理可知， E1＝mgh＋WE，E2＝E3＝mgh 所以E1＞E2＝E3。 答案：B 6解析：帶正電的小球運(yùn)動(dòng)過程洛倫茲力不做功，據(jù)動(dòng)能定理知兩種情況不均為mgh＝mv2，所以v1＝v2，故C正確；帶電小球在空間磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)洛倫茲力的水平分力做正功，豎直分力做負(fù)功，二者代數(shù)和為零，但水平速度要增加，豎直速度要減小，落地時(shí)間增大，所以水平射程s1＞s2，B正確。 答案：BC 7解：(1)能通過速度選擇器的離子所受電場(chǎng)力和洛倫茲力等大反向。 即qB1v＝qE， v＝＝ m/s＝2105 m/s。 (2)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)B2后做圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力。 qB2v＝m，則R＝。 設(shè)質(zhì)子質(zhì)量為m，則氘核質(zhì)量為2m，質(zhì)子和氘核的帶電荷量均為e， 則：d＝2－2＝5.210－3 m。