1、学业分层测评(九) (建议用时:45分钟) 学业达标1关于带电粒子所受洛伦兹力F和磁感应强度B及粒子速度v三者之间的关系,下列说法中正确的是()AF、B、v三者必定均保持垂直BF必定垂直于B、v,但B不一定垂直于vCB必定垂直于F、v,但F不一定垂直于vDv必定垂直于F、B,但F不一定垂直于B【解析】据左手定则可知F垂直于B、v形成的平面,即F既垂直于B,又垂直于v,但v与B的方向不一定垂直【答案】B2一个长螺线管中通有电流,把一个带电粒子沿中轴线方向射入(若不计重力影响),粒子将在管中() 【导学号:18152067】A做圆周运动B沿轴线来回运动C做匀加速直线运动D做匀速直线运动【解析】由安
2、培定则可知,长螺线管中轴线上的磁场方向与中轴线平行,故粒子沿中轴线方向射入,则粒子不受洛伦兹力作用,故粒子将在管中做匀速直线运动,D项正确【答案】D3有关洛伦兹力和安培力的描述,正确的是()A通电直导线处于匀强磁场中一定受到安培力的作用B安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现C带电粒子在匀强磁场中运动受到的洛伦兹力做正功D通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行【解析】通电直导线与磁场平行时,不受安培力,选项A错误安培力方向与磁场垂直,选项D错误洛伦兹力对带电粒子不做功,选项C错误安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现,选项B正确【答案】B4如图324所示,带正电的不计重力的粒
3、子,沿水平向右的方向垂直进入磁场,关于其运动情况,下列说法中正确的是()图324A如图中轨迹1所示B如图中轨迹2所示C如图中轨迹3所示D垂直纸面向里运动【解析】由左手定则可知,选项A正确【答案】A5如图325所示,a、b是位于真空中的平行金属板,a板带正电,b板带负电,板间场强为E.两板间的空间中加匀强磁场,方向垂直纸面向里,磁感应强度为B,一束电子以大小为v0的速度沿图中虚线方向射入,虚线平行于a、b板,要想电子沿虚线运动,则v0、E、B之间的关系应满足() 【导学号:18152068】图325Av0E/BBv0B/ECv0E/BeDv0Be/E【解析】要想使电子沿虚线运动,要求电子受到的电
4、场力等于磁场力,即EqBqv0,v0E/B.【答案】A6在学校操场的上空中停着一个热气球,从它底部脱落一个塑料小部件,下落过程中由于和空气的摩擦而带负电,如果没有风,那么它的着地点会落在气球正下方地面位置的()A偏东B偏西C偏南D偏北【解析】地磁场在水平方向上的分量方向是水平向北,小部件带负电,根据左手定则可得气球受到向西的洛伦兹力,故向西偏转,B正确【答案】B7宇宙射线中存在高能带电粒子,假如大气层被破坏,这些粒子就会到达地球,从而给地球上的生命带来危害,根据地磁场的分布特点,判断下列说法中正确的是()A地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在南北两极最强,赤道附近最弱B地磁场对直射地球的宇宙
5、射线的阻挡作用在赤道附近最强,两极最弱 C地磁场对宇宙射线的阻挡作用在地球周围各处相同D地磁场对宇宙射线无阻挡作用【解析】当带电粒子的运动方向与磁感线的方向在一条直线上时,磁场对它没有作用力,当带电粒子的运动方向与磁感线的方向垂直时,磁场对它的作用力最大,根据地磁场的方向和宇宙射线的入射方向不难判定,选项B正确【答案】B8在匀强磁场B中一带电粒子做匀速圆周运动半周后又顺利进入另一磁感应强度是2B的匀强磁场中,B的方向如图326所示,下列说法正确的是() 【导学号:18152069】图326A粒子速率加倍,周期减半B粒子的半径加倍,周期加倍C粒子的半径减半,周期减半D粒子在磁感应强度为2B的匀强
6、磁场中仍沿逆时针方向运动【解析】因洛伦兹力对带电粒子不做功,所以带电粒子进入另一磁场时速率不变,又因带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,有qvBm,得r,且T由此两式可判断C正确,A、B错误根据左手定则可判断D错误【答案】C能力提升9(多选)在只受洛伦兹力的条件下,关于带电粒子在匀强磁场中运动,下列说法正确的有()A只要粒子的速度大小相同,带电量相同,粒子所受洛伦兹力大小就相同B洛伦兹力只改变带电粒子的运动方向C洛伦兹力始终与速度垂直,所以洛伦兹力不做功D洛伦兹力始终与速度垂直,所以粒子在运动过程中的动能、速度保持不变【解析】带电粒子在匀强磁场中所受的洛伦兹力的大小不但与速度的
7、大小有关,而且与速度的方向有关,当带电粒子的速度方向与磁场方向垂直时,粒子所受的洛伦兹力最大;当粒子的速度方向与磁场方向平行时,带电粒子不受洛伦兹力的作用速度大小相同的粒子,沿不同方向进入磁场时所受的洛伦兹力的大小不同,所以选项A不正确由于洛伦兹力的方向始终与速度方向垂直,所以洛伦兹力只改变速度的方向,不改变速度的大小,动能保持不变,洛伦兹力不做功;但在洛伦兹力的作用下,粒子的运动方向要发生变化,速度就要发生变化,所以本题的正确选项应为B、C.【答案】BC10(多选)如图327所示是一“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
8、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,使所选电子仍能沿水平直线OO运动,由O射出,不计重力作用可能达到上述题目要求的是()图327A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【解析】当a板电势高于b板时电子受到电场力的方向向上,电子受到洛伦兹力必须向下才能沿水平直线运动,根据左手定则判断磁场方向向里;当a板电势低于b板时判断方法类似【答案】AD11如图328所示,某空间匀强电场竖直向下,匀强磁场垂直纸面向里,一金属杆A
9、B在正交的电场和磁场中从高h处自由下落,则_端先着地图328【解析】金属杆AB自由下落,杆中自由电子受向左的洛伦兹力而聚集于A端,B端带上等量正电荷A端受向上的电场力,B端受向下的电场力,因此,B端先着地【答案】B12如图329所示,一个质量为m、带电荷量为q的小球静止在光滑的绝缘平面上,并处于匀强磁场中,磁场的方向垂直纸面向里,磁感应强度为B.为了使小球能飘离平面,该匀强磁场在纸面移动的最小速度应为多少?方向如何? 【导学号:18152070】图329【解析】磁场运动相当于带电小球反向运动只有洛伦兹力向上且qvBmg时v最小,则v.据左手定则,知球相对磁场水平向右运动,则磁场应水平向左运动【答案】水平向左