高考物理一輪復(fù)習(xí) 洛倫茲力的應(yīng)用練習(xí)題

洛倫茲力的應(yīng)用練習(xí)題一、選擇題1.如圖所示,電視顯像管中有一個(gè)電子槍,工作時(shí)它能發(fā)射電子,熒光屏被電子束撞擊就能發(fā)光。在偏轉(zhuǎn)區(qū)有垂直于紙面的磁場(chǎng)B1和平行于紙面沿豎直方向的磁場(chǎng)B2,就是靠這樣的磁場(chǎng)來(lái)使電子束偏轉(zhuǎn),使整個(gè)熒光屏發(fā)光。某顯像管經(jīng)檢測(cè)僅有一處故障:磁場(chǎng)B1不存在,則熒光屏上()A.不亮 B.僅有一條水平亮線C.僅有一個(gè)中心亮點(diǎn) D.僅有一條豎直亮線2.下面甲圖是示波器的結(jié)構(gòu)示意圖,乙圖是電視機(jī)顯像管的結(jié)構(gòu)示意圖。二者相同的部分是電子槍(使電子加速形成電子束)和熒光屏(電子打在上面形成亮斑);不同的是使電子束發(fā)生偏轉(zhuǎn)的部分:分別是勻強(qiáng)電場(chǎng)(偏轉(zhuǎn)電極)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)(偏轉(zhuǎn)線圈),即示波器是電場(chǎng)偏轉(zhuǎn),顯像管是磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)。設(shè)某次電子束從電子槍射出后分別打在甲、乙兩圖中的P點(diǎn)。則在此過(guò)程中,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()甲乙A.以上兩種裝置都體現(xiàn)了場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的控制B.甲圖中電子動(dòng)能發(fā)生了變化,乙圖中電子的動(dòng)能沒(méi)有變化C.甲圖中電子動(dòng)能發(fā)生了變化,乙圖中電子的動(dòng)能也發(fā)生了變化D.甲圖中電子的動(dòng)量發(fā)生了變化,乙圖中電子的動(dòng)量也發(fā)生了變化3.(多選)質(zhì)譜儀是測(cè)帶電粒子質(zhì)量和分析同位素的一種儀器,它的工作原理是帶電粒子(不計(jì)重力)經(jīng)同一電場(chǎng)加速后垂直進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)做圓周運(yùn)動(dòng),然后利用相關(guān)規(guī)律計(jì)算出帶電粒子的質(zhì)量。其工作原理如圖所示,虛線為某粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,由圖可知()A.此粒子帶負(fù)電B.若只增大加速電壓U,則半徑r變大C.若只增大入射粒子的質(zhì)量,則半徑r變小D.x越大,則粒子的質(zhì)量與電荷量之比一定越大4.質(zhì)譜儀是測(cè)量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素的重要工具。如圖所示為質(zhì)譜儀的原理示意圖,現(xiàn)利用質(zhì)譜儀對(duì)氫元素進(jìn)行測(cè)量。讓氫元素三種同位素的離子從容器A下方的小孔S無(wú)初速度飄入電勢(shì)差為U的加速電場(chǎng)中,加速后垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。氫的三種同位素最后打在照相底片D上,形成a、b、c三條“質(zhì)譜線”。則下列判斷正確的是()A.進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度從大到小排列的順序是氕、氘、氚B.進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)動(dòng)能從大到小排列的順序是氕、氘、氚C.在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間由大到小排列的順序是氕、氘、氚D.a、b、c三條“質(zhì)譜線”依次排列的順序是氕、氘、氚5.現(xiàn)代質(zhì)譜儀可用來(lái)分析比質(zhì)子重很多倍的離子,其示意圖如圖所示,其中加速電壓恒定。質(zhì)子在入口處從靜止開始被加速電場(chǎng)加速,經(jīng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后從出口離開磁場(chǎng)。若某種一價(jià)正離子在入口處從靜止開始被同一加速電場(chǎng)加速,為使它經(jīng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后與質(zhì)子從同一出口離開磁場(chǎng),需將磁感應(yīng)強(qiáng)度增加到原來(lái)的12倍。此離子和質(zhì)子的質(zhì)量比約為()A.11 B.12 C.121 D.1446.(多選)回旋加速器是加速帶電粒子的裝置,其核心部分是分別與高頻交流電極相連接的兩個(gè)D形金屬盒,兩盒間的狹縫中形成的周期性變化的電場(chǎng),使粒子在每次通過(guò)狹縫時(shí)都能得到加速,兩D形金屬盒處于垂直于盒底面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,如圖所示。要增大帶電粒子射出時(shí)的動(dòng)能,下列說(shuō)法中正確的是()A.增大勻強(qiáng)電場(chǎng)間的加速電壓B.增大磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度C.減小狹縫間的距離D.增大D形金屬盒的半徑7.橫截面為矩形的載流金屬導(dǎo)線置于磁場(chǎng)中,導(dǎo)線中電流方向向右,如圖所示,將出現(xiàn)下列哪種情況()A.在b表面聚集正電荷,而a表面聚集負(fù)電荷B.在a表面聚集正電荷,而b表面聚集負(fù)電荷C.開始通電時(shí),電子做定向移動(dòng)并向b偏轉(zhuǎn)D.兩個(gè)表面電勢(shì)不同,a表面電勢(shì)較高8.中國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了量子反?；魻栃?yīng),楊振寧稱這一發(fā)現(xiàn)是諾貝爾獎(jiǎng)級(jí)的成果。如圖所示,厚度為h、寬度為d的金屬導(dǎo)體,當(dāng)磁場(chǎng)方向與電流方向垂直時(shí),在導(dǎo)體上、下表面會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)差,這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。下列說(shuō)法正確的是()A.上表面的電勢(shì)高于下表面的電勢(shì)B.僅增大h時(shí),上、下表面的電勢(shì)差增大C.僅增大d時(shí),上、下表面的電勢(shì)差減小D.僅增大電流I時(shí),上、下表面的電勢(shì)差減小9.如圖所示為一速度選擇器,內(nèi)有一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一束粒子流以速度v水平射入,為使粒子流經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)時(shí)不偏轉(zhuǎn)(不計(jì)重力),則磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)必須同時(shí)存在一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng),關(guān)于此電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)大小和方向的說(shuō)法中,正確的是()A.大小為BvB.大小為BvC.大小為Bv,方向向下,與粒子帶何種電荷無(wú)關(guān)D.大小為Bv,方向向上,與粒子帶何種電荷無(wú)關(guān)10.如圖是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖。帶電粒子被加速電場(chǎng)加速后,進(jìn)入速度選擇器。速度選擇器內(nèi)有相互正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng),其中磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,電場(chǎng)強(qiáng)度為E,平板S上有可讓粒子通過(guò)的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A1A2。平板S下方有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。下列說(shuō)法正確的是()A.速度選擇器中的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里B.能通過(guò)狹縫P的帶電粒子的速率等于BC.比荷qmD.粒子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到膠片A1A2的時(shí)間為2π11.回旋加速器的核心部分是真空室中的兩個(gè)相距很近的D形金屬盒,把它們放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于盒面向下。連接好高頻交流電源后,兩盒間的窄縫中能形成周期性變化的電場(chǎng),帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng),每次通過(guò)兩盒間的窄縫時(shí)都能被加速,直到達(dá)到最大圓周半徑時(shí)通過(guò)特殊裝置引出,如果用同一回旋加速器分別加速氚核(13H)和α粒子A.加速氚核的交流電源的周期較大,氚核獲得的最大動(dòng)能較大B.加速氚核的交流電源的周期較小,氚核獲得的最大動(dòng)能較大C.加速氚核的交流電源的周期較大,氚核獲得的最大動(dòng)能較小D.加速氚核的交流電源的周期較小,氚核獲得的最大動(dòng)能較小12.如圖所示為回旋加速器的工作原理示意圖,D形金屬盒置于真空中,半徑為R,兩金屬盒間的狹縫很小,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與金屬盒盒面垂直,方向向下,高頻交流電的頻率為f,加速電壓為U,若中心粒子源S處產(chǎn)生的初速度為0的質(zhì)子(質(zhì)量為m,電荷量為e)在加速器中被加速。則下列說(shuō)法正確的是()A.加速的粒子獲得的最大動(dòng)能隨加速電壓U的增大而增大B.不改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B和交流電的頻率f,該加速器一定可以加速其他帶正電荷的粒子C.質(zhì)子被加速后的最大速度不能超過(guò)2πRfD.質(zhì)子第二次和第一次經(jīng)過(guò)D形盒間狹縫后軌道半徑之比為2∶113.醫(yī)生做某些特殊手術(shù)時(shí),利用電磁血流計(jì)來(lái)監(jiān)測(cè)通過(guò)動(dòng)脈的血流速度,電磁血流計(jì)由一對(duì)電極a和b以及一對(duì)磁極N和S構(gòu)成,磁極間的磁場(chǎng)是均勻的。使用時(shí),兩電極a、b均與血管壁接觸,兩觸點(diǎn)的連線、磁場(chǎng)方向和血流速度方向兩兩垂直,如圖所示,由于血液中的正、負(fù)離子隨血流一起在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),電極a、b之間會(huì)有微小電勢(shì)差,在達(dá)到平衡時(shí),血管內(nèi)部的電場(chǎng)可看作勻強(qiáng)電場(chǎng),血液中的離子所受的電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力的合力為零。在某次監(jiān)測(cè)中,兩觸點(diǎn)間的距離為3.0mm,血管壁的厚度可忽略,兩觸點(diǎn)間的電勢(shì)差為160μV,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為0.04T。則血流速度的近似值和電極a、b的正負(fù)為()A.1.3m/s,a正、b負(fù) B.2.7m/s,a正、b負(fù)C.1.3m/s,a負(fù)、b正 D.2.7m/s,a負(fù)、b正14.電磁流量計(jì)廣泛應(yīng)用于測(cè)量可導(dǎo)電液體(如污水)在管中的流量(在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)管內(nèi)橫截面的流體的體積)。為了簡(jiǎn)化,假設(shè)流量計(jì)是如圖所示的橫截面為長(zhǎng)方形的一段管道,其中空部分的長(zhǎng)、寬、高分別為圖中的a、b、c,流量計(jì)的兩端與輸送流體的管道相連接(圖中虛線)。圖中流量計(jì)的上、下兩面是金屬材料,前、后兩面是絕緣材料?，F(xiàn)于流量計(jì)所在處加磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直于前、后兩面。當(dāng)導(dǎo)電流體穩(wěn)定地流經(jīng)流量計(jì)時(shí),在管外將流量計(jì)上、下兩表面分別與一串接了電阻為R的電流表的兩端連接,I表示測(cè)得的電流值。已知流體的電阻率為ρ,不計(jì)電流表的內(nèi)阻,則可求得流量為()A.IBaR+C.IBcR+15.(多選)兩帶電油滴在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)E和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B正交的空間做豎直平面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動(dòng),如圖所示,則兩油滴一定相同的是()A.帶電性質(zhì) B.運(yùn)動(dòng)周期C.運(yùn)動(dòng)半徑 D.運(yùn)動(dòng)速率16.(多選)如圖所示為垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),若在空間中加一與磁場(chǎng)方向垂直的水平勻強(qiáng)電場(chǎng),某帶電小球剛好沿圖中的虛線PQ做直線運(yùn)動(dòng)。則下列判斷正確的是()A.帶電小球的速度一定不變B.帶電小球的速度可能增大C.如果小球帶正電荷,則電場(chǎng)的方向應(yīng)水平向右D.如果小球帶負(fù)電荷,小球一定是從Q點(diǎn)向P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)17.如圖所示,足夠長(zhǎng)的豎直絕緣管內(nèi)壁粗糙程度處處相同,處在方向彼此垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小分別為E和B,一個(gè)質(zhì)量為m,電荷量為+q的小球從靜止開始沿管下滑,下列關(guān)于小球所受彈力N、運(yùn)動(dòng)速度v、運(yùn)動(dòng)加速度a、運(yùn)動(dòng)位移x、運(yùn)動(dòng)時(shí)間t之間的關(guān)系圖像可能正確的是()二、計(jì)算題18.回旋加速器是用于加速帶電粒子,使之獲得很大動(dòng)能的儀器,其核心部分是兩個(gè)D形金屬扁盒,兩盒分別和一高頻交流電源兩端相接,以便在盒間狹縫中形成周期性變化的電場(chǎng),使粒子每次穿過(guò)狹縫都得到加速;兩盒放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于盒底面,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。粒子源置于盒的圓心附近,若粒子源射出粒子電荷量為q,質(zhì)量為m,粒子最大回旋半徑為Rm,其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,問(wèn):(1)粒子在盒內(nèi)做何種運(yùn)動(dòng)?(2)粒子在兩盒間狹縫內(nèi)做何種運(yùn)動(dòng)?(3)所加交變電壓頻率為多大?粒子運(yùn)動(dòng)角速度為多大?(4)粒子離開加速器時(shí)速度為多大?19.如圖所示為一速度選擇器(也稱為濾速器)的原理圖。K為電子槍,由槍中沿KA方向射出的電子,速率大小不一。當(dāng)電子通過(guò)方向互相垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁場(chǎng)后,只有一定速率的電子能沿直線前進(jìn),并通過(guò)小孔S。設(shè)產(chǎn)生勻強(qiáng)電場(chǎng)的平行板間的電壓為300V,間距d為5cm,垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.06T,問(wèn):(1)磁場(chǎng)的指向應(yīng)該垂直于紙面向里還是向外?(2)速率為多大的電子才能通過(guò)小孔S?2