高中物理教科版选修3-1学业分层测评19洛伦兹力的应用含解析

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1、学业分层测评（十九）（建议用时：45分钟）［学业达标］1.（多选）在匀强磁场中，一个带电粒子做匀速圆周运动，如果粒子又垂直进入另一个磁感应强度是原来2倍的匀强磁场中，贝“）A・粒子的速率加倍，周期减半B.粒子的速率不变，轨道半径减半c.粒子的速率减半，轨道半径为原来的四分Z—D.粒子的速率不变，周期减半【解析】由于洛伦兹力不做功，故粒子速率不变，再由尸器和厂=锵,可知厂减半，T减半.【答案】BD2.如图3-5-12所示，带负电的粒子以速度e从粒子源尸处射出，若图屮匀强磁场范围足够大（方向垂直纸面向里），则带电粒子的可能轨迹是（）图3-5-12A.aB・bC・cD.d

2、【解析】粒子带负电、磁场方向垂直于纸面向里，根据左手定则，粒子应沿顺时针旋转，故D正确.【答案】D3.如图3-5-13所示，一电子束垂直于电场线与磁感线方向入射后偏向/极板，为了使电子束沿射入方向做直线运动，可采用的方法是（）【导学号：33410136］XXXR丨图3-5-13A.将变阻器滑动头卩向右滑动B.将变阻器滑动头P向左滑动C.将极板间距离适当减小D.将极板间距离适当增大【解析】电子入射极板后，偏向/板，说明Eq>Bvq,由E=*可知，减小场强E的方法有增大板间距离，和减小板间电压，故C错误，D正确；而移动滑动头P并不能改变板间电压，故A、B均错误.【答案】

3、D1.冋旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图3-5-14所示，它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近，分别和高频交流电源相连接，两盒间的狭缝中形成的电场使带电粒子每次通过狭缝都得到加速.两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒面，带电粒子在磁场中做圆周运动，通过两盒间的狭缝时反复被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出.如果用同一回旋加速器分别加速氟核（：H）和a粒子GHe）,比较它们所加的高频交流电源的周期和获得的最大动能的大小，有（）图3-5-14A.加速氟核的电源的周期较大，故获得最大动能较大B.加速氟核的电源的周期较大，故获得最大动能较小C.加速氟

4、核的电源的周期较小，故获得最大动能较大D.加速氟核的电源的周期较小，故获得最大动能较小【解析】交流电源的周期等于粒子在D形盒中做匀速圆周运动的周期T=—,因为氣核比荷小，所以加速氟核的交流电源的周期较大.粒子在回旋加qB22速器中获得的最大动能Ekm=、^~,而氣核鴛小，所以岚核获得的最大动能较小.故B正确，A、C、D错误.【答案】B1.（多选）如图3-5-15所示是质谱仪的工作原理示意图.带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器，速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E.平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A}A2.平板S下方有磁感

5、应强度为50的匀强磁场.则下列表述正确的是（）加速电场二二土速度选择器fl::::::：：：：：：：：：：：Bo图3-5-15A.质谱仪是分析同位素的重要工具B.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外C・能通过狭缝P的带电粒子的速率等丁备D.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的比荷越小【解析】本题考查速度选择器及质谱仪的有关知识.由加速电场可知粒子所受电场力向下，即粒子带正电，在速度选择器中，电场水平向右，洛伦兹力水平向左，因此速度选择器中歲场方向垂直纸面向外，B正确；粒子经过速度选择F器时满足qE=qvB,可知能通过狭缝P的带电粒子的速率等于亓，带电粒子进入磁场做

6、匀速圆周运动时有7?=豊，可见当。相同时，7?oc-,所以可以用来区分q同位素，且7?越大，比荷就越小，D错误.【答案】ABC2.如图3-5-16所示，在边长为2°的正三角形区域内存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，一个质量为加、电荷量为一g的带电粒子（重力不计）从AB边的中点0以速度。进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与AB边的夹角为60。，若要使粒子能从/C边穿出磁场，则匀强磁场的大小B需满足（）图3-5-16A.B>3aqy[3mvB.B<—3ciqD.B<——aq【解析】粒子刚好达到C点时，其运动轨迹与MC相切，则粒子运动的半径为尸o=ocot30

7、°.由厂=亦得，粒子要能从AC边射出，粒子运动的半径r>ro,解得B<^；,,选项B正确.【答案】B1.（2016-新泰高二检测）一个带电粒子以初速度％垂直于电场方向向右射入匀强电场区域，穿出电场后接着又进入匀强磁场区域.设电场和磁场区域有明确的分界线，且分界线与电场强度方向平行，如图中的虚线所示.在图所示的儿种情况屮，可能出现的是（）【解析】A、C选项中粒子在电场中向下偏转，所以粒子带正电，再进入磁场后，A图中粒子应逆时针转，正确；C图中粒子应顺时针转，错误.同理可以判断B错，D对.【答案】AD2.如图3-5-17所示，质量为加、电荷量为q的电子，由a点以速率