教科版高中物理选修3-13.5.洛伦兹力的应用名师精编作业.doc

……………………………………………………………名校名师推荐………………………………………………… PAGE PAGE 1 5.洛伦兹力的应用练习 1．用回旋加速器来加速质子，为了使质子获得的动能增加为原来的4倍，原则上可采取下列哪几种方法(　　)． A．将其磁感应强度增大为原来的2倍 B．将其磁感应强度增大为原来的4倍 C．将D形金属盒的半径增大为原来的2倍 D．将D形金属盒的半径增大为原来的4倍 2．如图所示，一束正离子先后通过正交电场磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ，如果这束正离子在区域Ⅰ中不偏转，进入区域Ⅱ后偏转半径又相同，则说明这些正离子具有相同的(　　)． A．电荷量　　　　　　　 B．质量 C．速度　 D．比荷 3．如图所示，一个静止的质量为m，带电荷量为＋q的带电粒子(不计重力)，经电压U加速后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，粒子打至P点，设OP＝x，能正确反映x与U之间函数关系的xU图像如图中的(　　)． 4．回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示．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，两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，带电粒子由加速器的中心附近进入加速器，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氚核和α粒子(氚核和α粒子质量比为3∶4，电荷量之比为1∶2)，则以下说法正确的是(　　)． A．加速α粒子的交流电源的周期较大，α粒子获得的最大动能较小 B．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能较小 C．若增大加速电压，氚核获得的最大动能增大 D．若增大加速电压，氚核在加速器中运动的总时间变短 5．为了测量某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口，在垂直于上下底面方向加磁感应强度为B的匀强磁场，在前后两个内侧固定有金属板作为电极，污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U.若用Q表示污水流量(单位时间内流出的污水体积)，下列说法中正确的是(　　)． A．若污水中正粒子较多，则前表面比后表面电势低 B．前表面的电势一定低于后表面的电势，与哪种粒子多少无关 C．污水中粒子浓度越高，电压表的示数将越大 D．污水流量Q与U成正比，与a、b、c无关 6．如图为质谱仪工作原理分析图，若用质谱仪分析带正电的粒子束的性质，则下列判断正确的是(　　)． A．若粒子束是同位素，则BD的距离越大，粒子的质量越大 B．若粒子束是同位素，则BD的距离越大，粒子的质量越小 C．只要BD的距离相同，则粒子的质量一定相同 D．只要BD的距离相同，则粒子的比荷一定相同 7．如图所示为电视机显像管的简化原理图，现有质量为m、电荷量为e、初速度不计的电子经加速电场加速后，垂直于磁场射入宽度为L的有界匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度为B，若电子束的偏转角为θ，求：加速电场的电势差U为多大？ 8．如图左边有一对平行金属板，两板相距为d，电压为U；两板之间有匀强磁场，磁感应强度大小为B0，方向与金属板面平行并垂直于纸面朝里．图中右边有一半径为R、圆心为O的圆形区域内也存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面朝里．一电荷量为q的正离子沿平行于金属板面、垂直于磁场的方向射入平行金属板之间，沿同一方向射出平行金属板之间的区域，并沿直径EF方向射入磁场区域，最后从圆形区域边界上的G点射出．已知弧FG所对应的圆心角为θ.不计重力，求： (1)离子速度的大小； (2)离子的质量． 参考答案 1. 答案：AC　解析：由r＝、r＝R和Ek＝得Ek＝，所以磁感应强度变为原来的2倍或D形金属盒的半径增大为原来的2倍，都可以使质子获得的动能增加为原来的4倍，故A、C正确． 2. 答案：CD　解析：离子在区域Ⅰ内不偏转，则有qvB1＝qE，v＝，说明离子有相同速度，C对．在区域Ⅱ内半径相同，由r＝知，离子有相同的比荷，D对．离子的电荷量与质量是否相等，仅由题意无法确定，A、B错． 3. 答案：B　解析：电场加速qU＝，带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动qvB＝，x＝2r，所以有x＝，B正确． 4. 答案：BD　解析：交流电源的周期T＝，粒子获得的最大动能为Em＝，所以加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能较小，A错误，B正确，而且从最大动能的影响因素可以看出，增大加速电压，最大动能不变，但由于电场加速一次获得的动能多，所以加速的总次数减少，即在磁场中运动的总时间减少，所以在加速器中运动的总时间变短，所以C错误，D正确． 5. 答案：B　解析：根据污水流动方向和磁场方向的关系，由左手定则判断，流量计的前表面聚集负电荷，后表面聚集正电荷，故前表面电势