1.3 洛伦兹力基础巩固 2021—2022 学年高中物理教科版（2019）选择 性必修第二册 一、选择题（共 15 题） 1．下列说法正确的是（　　） A．电场线和磁感线都是闭合曲线 B．电阻率越大，导体对电流的阻碍不一定越大 C．电流有方向，所以它是一个矢量 D．安培发现了磁场对运动电荷的作用和规律 2．如图所示，将磁铁靠近阴极射线管（电子射线管）时，发现电子束会发生偏转．使电子偏转的作用力 是（ ） A．重力 B．电场力 C．安培力 D．洛伦兹力 3．下列关于磁场说法正确的是( ) A．磁场中的任意一条磁感线都是闭合的 B．磁场只存在于磁极周围 C．磁场中任意一条磁感线都可以表示磁场的强弱和方向 D．在磁场中运动电荷一定受磁场力作用 4．带电小球以一定的初速度 保持初速度仍为 v0 v0 竖直向上抛出，能够达到的最大高度 上升的最大高度为 ，小球上升的最大高度为 h3 h2 h1 ；若加上水平方向的匀强磁场，且 ，若加上水平方向的匀强电场，且保持初速度仍为 ，如图所示，不计空气阻力，则 v0 ，小球 A． h1  h2  h3 B． h1  h2  h3 C． h1  h2  h3 D． h1  h3  h2 5．如图所示，空间中有一足够大的区域内分布着匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，某时刻一带正电粒 子沿纸面向右运动，若不计粒子所受重力，带电粒子在匀强磁场中的运动是 A．匀速直线运动 B．匀变速曲线运动 C．顺时针转向的圆周运动 D．逆时针转向的圆周运动 6．一带电粒子（不计重力）以一定速度垂直射入匀强磁场中，则不受磁场影响的物理量是（ ） A．速度 B．加速度 C．动能 D．均受磁场影响 7．如图，在一水平放置的平板 MN 的上方有匀强磁场，磁感应强度的大小为 B，磁场方向垂直于纸面向里。 许多质量为 m 带电量为+q 的粒子，以相同的速率 v 沿位于纸面内的各个方向，由小孔 O 射入磁场区域。不 计重力，不计粒子间的相互影响。下列图中阴影部分表示带电粒子可能经过的区域，其中 是正确的（　　） A． B． R mv Bq ，哪个图 C． D． 8．如图，MN 是放置在匀强磁场中的一块薄金属板，带电粒子（不计重力）在匀强磁场中运动并穿过薄金 属板，实线表示其运动轨迹，由图可知 ( ) A．粒子带正电 B．粒子运动方向是 abcde C．粒子运动方向是 edcba D．粒子上半周运动所用时间比下半周所用时间长 9．质量不等，电量相等的带电粒子 M 和 N，以相同的速率经小孔 S 垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹 如图两种虚线所示，不计重力，下列表述正确的是（ ） A．M 带正电，N 带负电 B．M 的质量大于 N 的质量 C．洛伦兹力对 M、N 做正功 D．M 的运行时间等于 N 的运行时间 10．如图所示，水平面的 abc 区域内存在有界匀强磁场，磁感应强度大小为 B，边界的夹角为 30°，距顶点 b 为 L 的 S 点有一粒子源，粒子在水平面内垂直 bc 边向磁场内发射速度大小不同的带负电的粒子、粒子质 量为 m、电量大小为 q，下列说法正确的是（　　） A．从边界 bc 射出的粒子速度方向各不相同 B．粒子离开磁场时到 b 点的最短距离为 L 3 C．垂直边界 ab 射出的粒子的速度大小为 qBL 2m m D．垂直边界 ab 射出的粒子在磁场中运动的时间为 3qB 11． �AOC 所在区域有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为 B，在 OA 边界上的 D 点放置一粒子 qBa 源，粒子源可垂直边界，向磁场中连续射入质量为 m、电荷量为 q 的带负电粒子，粒子速度分布在 0 ~ m 之间，已知 �AOC  30�， OD  a ，在 OA 边界上有粒子射出，射出粒子的范围长度为（　　） 3 3 a A． 3 3 a B． 3 2 a C． 3 D． 2a 12．如图所示，在竖直平面内有一矩形 MNQP 区域，其中 MN 边长为 d，MP 边长为 2d，该区域内有竖直 向下的匀强电场和垂直矩形平面向里的匀强磁场，一质量为 m 的带电粒子从 MP 的中点 O 垂直于电场和磁 场方向以 速度 v0 射入，恰沿直线从 NQ 的中点 A 射出；若撤去电场，则粒子从 M 点射出（粒子重力不计）。 以下说法正确的是（　　） A．该粒子带负电 B．若撤去电场，则该粒子运动时间为原来的  倍 4 5v0 C．若撤去磁场，则粒子射出时的速度大小为 D．若撤去磁场，则该粒子在运动过程中电势能增加 13．如图所示， mv02 为与匀强磁场垂直的边长为 a 的等边三角形，比荷为 的电子以 从 A 点沿 AB 边入射，欲使电子经过 BC 边，磁感应强度 B 的取值为（ ） A．B> B．B< C．B> D．B< 14．下列说法正确的是（　　） A．小磁针静止时 N 极所指的方向就是该点磁场方向 B．由 B  F 知，B 与 F 成正比，与 成反比 IL IL C．电子沿通电螺线管轴线匀速运动，说明螺线管内无磁场 D．条形磁铁的磁感线从磁铁的 N 极出发终止于 S 极 15．如图所示，边长为 L 的正六边形 abcdef 区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为 B， 正六边形中心 O 处有一粒子源，可在纸面内向各个方向发射不同速率带正电的粒子，已知粒子质量均为 m、电荷量均为 q，不计粒子重力和粒子间的相互作用，下列说法正确的是（　　） A．可能有粒子从 ab 边中点处垂直 ab 边射出 πm B．从 a 点垂直 af 离开正六边形区域的粒子在磁场中的运动时间为 6qB C．垂直 cf 向上发射的粒子要想离开正六边形区域，速率至少为 2  3  3 qBL m 3qBL D．要想离开正六边形区域，粒子的速率至少为 2m 二、填空题（共 4 题） 16．有一束带电粒子流，包含着质子和氘核，它们具有相同的速度，沿垂直于磁场方向射入矩形有界磁场 区（如图中虚线框所示）以后，分成了两束粒子流①和②，已知 m氘氘 2m质质 ，q  q ＞0，则磁场方向为__ ____（填“垂直纸面向里”或“垂直纸面向外”），粒子流______（填“①”或“②”）是质子流． 17．如图所示，正方形容器处在匀强磁场中，一束电子从 a 孔沿 a→b 方向垂直射入容器内的匀强磁场中， 结果一部分电子从小孔 c 竖直射出，一部分电子从小孔 d 水平射出，则从 c、d 两孔射出的电子在容器中运 动的时间之比 tc：td=_____，在容器中运动的加速度大小之比 ac：ad=_____。 18．一电子以速度 v 垂直进入匀强磁场，磁场方向如图所示，此时该电子所受洛伦兹力的方向__________ （填“向上”或“向下”）。 19．物体的带电量是一个不易测得的物理量，某同学设计了如下实验来测量带电物体所带电量．如图 （a）所示，他将一由绝缘材料制成的小物块 A 放在足够长的木板上，打点计时器固定在长木板末端，物 块靠近打点计时器，一纸带穿过打点计时器与物块相连，操作步骤如下，请结合操作步骤完成以下问题： （1）为消除摩擦力的影响，他将长木板一端垫起一定倾角，接通打点计时器，轻轻推一下小物块，使其 沿着长木板向下运动．多次调整倾角 θ，直至打出的纸带上点迹_，测出此时木板与水平面间的倾角，记为 θ0． （2）如图（b）所示，在该装置处加上一范围足够大的垂直纸面向里的匀强磁场，用细绳通过一轻小定滑 轮将物块 A 与物块 B 相连，绳与滑轮摩擦不计．给物块 A 带上一定量的正电荷，保持倾角 θ0 不变，接通打 点计时器，由静止释放小物块 A，该过程可近似认为物块 A 带电量不变，下列关于纸带上点迹的分析正确 的是（________） A．纸带上的点迹间距先增加后减小至零 B．纸带上的点迹间距先增加后减小至一不为零的定值 C．纸带上的点迹间距逐渐增加，且相邻两点间的距离之差不变 D．纸带上的点迹间距逐渐增加，且相邻两点间的距离之差逐渐减少，直至间距不变 （3）为了测定物体所带电量 q，除 θ0、磁感应强度 B 外，本实验还必须测量的物理量有（_______） A．物块 A 的质量 M B．物块 B 的质量 m C．物块 A 与木板间的动摩擦因数 μ D．两物块最终的速度 v （4）用重力加速度 g，磁感应强度 B、θ0 和所测得的物理量可得出 q 的表达式为______． 三、综合题（共 4 题） 20．如图所示，在纸面内有两个磁感应强度大小均为 B、方向相反的匀强磁场，虚线等边三角形 ABC 为两 磁场的理想边界，已知三角形 ABC 边长为 L，虚线三角形内为方向垂直纸面向外的匀强磁场，三角形外部 的足够大空间为方向垂直纸面向里的匀强磁场．一电荷量为＋q、质量为 m 的带正电粒子从 AB 边中点 P 垂 直 AB 边射入三角形外部磁场，不计粒子的重力和一切阻力，试求： （1）要使粒子从 P 点射出后在最短时间内通过 B 点，则从 P 点射出时的速度 v0 为多大？ （2）满足（1）问的粒子通过 B 后第三次通过磁场边界时到 B 的距离是多少？ （3）满足（1）问的粒子从 P 点射入外部磁场到再次返回到 P 点的最短时间为多少？画出粒子的轨迹并计 算． 21．如图所示，圆形区域内存在垂直于圆面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为 B．A、C、D 三点在圆上， O 为圆心，且 AD  AC  3 AO ．带电粒子 a 从 A 点沿 AO 方向射入磁场，从 D 点离开磁场区域；带电粒 子 b 从 A 点沿 AO 方向射入磁场，从 C 点离开磁场区域．已知粒子 a 的质量为 m、电荷量为 q（q＞0），粒 子 a、b 带等量异种电荷，且粒子 b 从 A 点射入磁场时的动能是粒子 a 从 A 点射入磁场时动能的 2 倍，不计 粒子重力，求： (1)粒子 b 的质量； (2)粒子 b 在磁场中运动的时间． 22．如图所示，在屏蔽装置底部中心位置 O 点放一医用放射源，可通过细缝沿扇形区域向外辐射速率为 v ＝3.2×106m 的 α 粒子．已知屏蔽装置宽 AB＝9cm，缝长 AD＝18cm，α 粒子的质量 m＝6.64×10－27kg，电量 q＝3.2×10－19C．若在屏蔽装置右侧条形区域内加一匀强磁场来隔离辐射，磁感应强度 B＝0.332 T，方向垂 直于纸面向里，整个装置放于真空环境中． (1)若所有的 α 粒子均不能从条形磁场隔离区的右侧穿出，则磁场的宽度 d 至少是多少？ (2)若条形磁场的宽度 d＝20cm，则射出