【备战2022】高考物理选择题专项练习集：磁场对运动电荷的作用 洛伦兹力(成都专栏)

这是一份【备战2022】高考物理选择题专项练习集：磁场对运动电荷的作用 洛伦兹力(成都专栏)，共16页。试卷主要包含了单项选择题，双项选择题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题（共25小题；共100分）
1. 关于安培力和洛伦兹力，下列说法中正确的是
A. 带电粒子在磁场中运动时，一定受到洛伦兹力作用
B. 放置在磁场中的通电导线，一定受到安培力作用
C. 因洛伦兹力总垂直于电荷运动方向，故洛伦兹力对运动电荷一定不做功
D. 因安培力垂直于通电导线，故安培力对通电导线一定不做功

2. 如图所示，电子枪射出的电子束进入示波管，在示波管正下方有竖直放置的通电环形导线，则示波管中的电子束将
A. 向上偏转B. 向下偏转C. 向纸外偏转D. 向纸里偏转

3. 如图所示，在一通有恒定电流的长直导线的右侧，有一带正电的粒子以初速度 v0 沿平行于导线的方向射出。若粒子所受重力及空气阻力均可忽略不计，现用虚线表示粒子的运动轨迹，虚线上某点所画有向线段的长度和方向表示粒子经过该点时的速度大小和方向，则如图所示的图景中可能正确的是
A. B.
C. D.

4. 来自太阳和其他星体的宇宙射线中含有大量高能带电粒子，若这些粒子都直接到达地面，将会对地球上的生命带来危害。但由于地磁场（如图所示）的存在改变了宇宙射线中带电粒子的运动方向，使得很多高能带电粒子不能到达地面。若不考虑地磁偏角的影响，关于上述高能带电粒子在地磁场的作用下运动情况的判断，下列说法中正确的是
A. 若带电粒子带正电，且沿地球赤道平面射向地心，则由于地磁场的作用将向东偏转
B. 若带电粒子带正电，且沿地球赤道平面射向地心，则由于地磁场的作用将向北偏转
C. 若带电粒子带负电，且沿垂直地球赤道平面射向地心，则由于地磁场的作用将向南偏转
D. 若带电粒子沿垂直地球赤道平面射向地心，它可能在地磁场中做匀速圆周运动

5. 在匀强磁场中一带电粒子正在做匀速圆周运动，如果突然将它的速度增大到原来的 3 倍，则
A. 粒子的运动轨迹半径不变，运动周期减为原来的三分之一
B. 粒子的运动轨迹半径是原来的 3 倍，周期不变
C. 粒子的运动轨迹半径和周期都是原来的 3 倍
D. 粒子的运动轨迹半径是原来的 4 倍，周期不变

6. 两种不计重力的带电粒子 M 和 N，以相同的速率经小孔 S 垂直进入匀强磁场，运动半周后飞出磁场，其半圆轨迹如图中虚线所示，下列表述正确的是
A. M 带正电荷，N 带负电荷
B. 洛伦兹力对 M 、 N 做正功
C. M 的比荷小于 N 的比荷
D. M 在磁场中的运动时间小于 N 在磁场中的运动时间

7. 如图所示，MN 为铝质薄平板，铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场（未画出），一带电粒子从紧贴铝板上表面的 P 点垂直于铝板向上射出，从 Q 点穿越铝板后到达 P 、 Q 的中点 O。已知粒子穿越铝板时，其动能损失一半，速度方向和电荷量不变。不计重力，铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为
A. 2B. 2C. 1D. 22

8. 每时每刻都有大量宇宙射线向地球射来，地磁场可以改变射线中大多数带电粒子的运动方向。假设有一个带正电的宇宙射线粒子正垂直于地面向赤道射来，在地磁场的作用下，宇宙射线粒子将
A. 向东偏转B. 向南偏转C. 向西偏转D. 向北偏转

9. 如图所示，当磁铁的磁极靠近阴极射线管时，荧光屏上的亮线发生了弯曲。这个现象说明
A. 阴极射线中的粒子带负电B. 阴极射线中的粒子带正电
C. 运动电荷的周围存在电场D. 运动电荷受到磁场的作用力

10. 在匀强磁场中一个未知电性的带电粒子 Q1 在运动途中与另一个静止的异种电性的带电粒子 Q2 发生合体碰撞，运动轨迹如图示意，不计粒子重力则：
A. Q1 比 Q2 带电多
B. Q1 比 Q2 带电少
C. 带电粒子运动的轨迹方向是从 b 至 a
D. 带电粒子运动的轨迹方向无法判定

11. 如图所示，一束质量、速度和电荷量不全相等的离子，经过由正交的匀强电场和匀强磁场组成的速度选择器后，进入另一个匀强磁场中并分裂为 A 、 B 两束，下列说法中正确的是
A. 组成 A 束和 B 束的离子都带负电
B. 组成 A 束和 B 束的离子质量一定不同
C. 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外
D. A 束离子的比荷大于 B 束离子的比荷

12. 如图，三个速度大小不同的同种带电粒子沿同一方向从图示长方形区域的匀强磁场边缘射入，当它们从下边缘飞出时，相对入射方向的偏角分别为 90∘ 、 60∘ 、 30∘，则它们在磁场中的运动时间之比为
A. 1:1:1B. 1:2:3C. 3:2:1D. 3:2:1

13. 如图所示，虚线上方为匀强磁场区，A 、 B 、 C 为虚线上三点，且 AB=BC。两个带负电的粒子 P 、 Q（重力不计）分别从 A 、 B 两点以相同的速度沿垂直于磁场的方向射入磁场区，最终两粒子都从 C 点离开磁场。设 P 、 Q 两粒子在磁场中运动的时间之比为 m，P 、 Q 两粒子的比荷之比为 k，则
A. m=1:2，k=2:1B. m=1:2，k=1:2
C. m=2:1，k=2:1D. m=2:1，k=1:2

14. 如图所示，一圆形区域内存在匀强磁场，AC 为直径，O 为圆心，一带电粒子从 A 沿 AO 方向垂直射入磁场，初速度为 v1，从 D 点射出磁场时的速度为 v2，则下列说法中正确的是（粒子重力不计）
A. v2>v1，v2 的方向必过圆心B. v2=v1，v2 的方向必过圆心
C. v2>v1，v2 的方向可能不过圆心D. v2=v1，v2 的方向可能不过圆心

15. 阿尔法磁谱仪是我国科学家研制的物质探测器，用于探测宇宙中的暗物质和反物质（即反粒子——如质子 H11 和反质子 H−11）。该磁谱仪核心部分的截面是半径为 r 的圆柱形区域，其中充满沿圆柱轴向的匀强磁场。P 为入射窗口，a 、 b 、 c 、 d 、 e 五处装有粒子接收器，P 与 a 、 b 、 c 、 d 、 e 为圆周上的 6 个等分点，各粒子从 P 点射入的速度相同，均沿直径方向，如图所示。如果反质子 H−11 射入后被 a 处接收器接收，则
A. 磁场方向垂直于纸面向里
B. 反质子 H−11 的轨道半径为 12r
C. 氚核 13H 将被 e 处接收器接收
D. 反氚核 H−13 将被 b 处接收器接收

16. 平面 OM 和平面 ON 之间的夹角为 60∘，其横截面（纸面）如图所示，平面 OM 上方存在匀强磁场，磁感应强度大小为 B 、方向垂直于纸面向外。一带电粒子的质量为 m 、电荷量为 q(q>0)。粒子沿纸面以某一速度从 OM 的 A 点向左上方射入磁场，速度与 MO 成 60∘ 角。已知 OA=d，且粒子在磁场中的运动轨迹与 ON 只有一个交点，从 OM 上另一点射出磁场，不计重力。则粒子的入射速度大小为
A. 3qBdmB. qBdmC. 2qBdmD. 3qBdm

17. 如图所示，一束电子以不同速率沿图示水平方向飞入橫截面是一正方形的匀强磁场，只考虑洛伦兹力作用，下列说法正确的是
A. 电子在磁场中运动时间越长，其轨迹线所对应的圆心角越大
B. 电子的速率不同，它们在磁场中运动时间一定不相同
C. 电子在磁场中运动时间越长，其轨迹线越长
D. 在磁场中运动时间相同的电子，其轨迹线一定重合

18. 如图所示，虚线 MN 上边区域存在磁感应强度为 2B 的匀强磁场，下边存在磁感应强度为 B 的匀强磁场，从虚线上 A 点发出一质量为 m 、电荷量为 −q 的带电粒子，速度为 v，与虚线夹角为 30∘，经过两个磁场区域后再次回到虚线某位置，则该位置与 A 点间的位置关系是
A. 还能回到 A 点B. 在 A 点左侧处 mvqB
C. 在 A 点左侧处 mv2qBD. 在 A 点右侧处 3mvqB

19. 在光滑绝缘水平面上，用绝缘细线拉着一带负电的小球，在水平面内绕竖直方向的轴做逆时针方向的匀速圆周运动，整个空间存在竖直向下的匀强磁场，俯视图如图所示。若小球运动到 A 点时细线突然断开，则小球此后
A. 仍做逆时针方向的匀速圆周运动，但半径减小
B. 仍保持原来的速度大小，做匀速直线运动
C. 做顺时针方向的曲线运动，但不是圆周运动
D. 做顺时针方向的匀速圆周运动，半径可能不变

20. 如图所示，正方形区域内存在垂直纸面的匀强磁场。一带电粒子垂直磁场边界从 a 点射入，从 b 点射出。下列说法正确的是
A. 粒子带正电
B. 粒子在 b 点速率大于在 a 点速率
C. 若仅减小磁感应强度，则粒子可能从 b 点右侧射出
D. 若仅减小入射速率，则粒子在磁场中运动时间变短

21. 如图所示，在直角三角形 abc 区域（含边界）内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为 B，∠a=60∘，∠b=90∘，边长 ac=L。一个粒子源在 a 点将质量为 m 、电荷量为 q 的带正电粒子以大小和方向不同的速度射入磁场，在磁场中运动时间最长的粒子中，速度的最大值是
A. qBL2mB. 3qBL6mC. 3qBL4mD. qBL6m

22. 匀强磁场中的一个带电粒子，仅在磁场力作用下做匀速圆周运动。将该粒子的运动等效为环形电流，那么此电流值
A. 与磁感应强度成反比B. 与粒子速率无关
C. 与粒子质量成反比D. 与粒子电荷量成正比

23. 如图所示，在 x 轴上方存在垂直于纸面向外、磁感应强度为 B 的匀强磁场。一带电粒子从坐标原点 O 处以速度 v 沿 y 轴正方向进入磁场，最后从 P(a,0) 射出磁场。不计粒子重力，该带电粒子的电性和比荷 qm 是
A. 正电荷，vaBB. 负电荷，vaBC. 正电荷，2vaBD. 负电荷，2vaB

24. K− 介子衰变的方程为其中 K− 介子和 π− 介子带负的基本电荷，π0 介子不带电。一个 K− 介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧 AP，衰变后产生的 π− 介子的轨迹为圆弧 PB，两轨迹在 P 点相切，它们的半径 RK− 与 Rπ− 之比为 2:1，π0 介子的轨迹未画出。由此可知 π− 的动量大小与 π0 的动量大小之比为
A. 1:1B. 1:2C. 1:3D. 1:6

25. 如图所示，M 、 N 为两根垂直纸面的平行长直导线，O 为 M 、 N 连线中点，一电子沿过 O 点垂直纸面的直线向外射出，当两导线同时通有如图方向电流时，该电子将
A. 向上偏转B. 向下偏转C. 向左偏转D. 向右偏转

二、双项选择题（共5小题；共20分）
26. 如图所示，分界线 MN 上下两侧有垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度分别为 B1 和 B2。一质量为 m 、电荷量为 q 的带电粒子（不计重力）从 O 点，以一定的初速度 v0 沿纸面垂直 MN 向上射出，经时间 t 又回到出发点 O，形成了图示心形轨迹，则
A. 粒子一定带正电荷
B. MN 上、下两侧的磁场方向相同
C. MN 上、下两侧的磁感应强度的大小 B1:B2=1:2
D. 时间 t=2πmqB2

27. 有一方向竖直向下的匀强磁场垂直于光滑绝缘水平面，如图所示（俯视图）。在 A 处静止放置一个不带电的金属球 a，另一来自坐标原点的运动金属球 b 恰好沿 y 轴正方向撞向 a 球。碰撞后，关于两球的运动情景，可能正确的是
A. B.
C. D.

28. 如图所示，在半径为 R 的圆形区域内充满磁感应强度为 B 的匀强磁场，MN 是一竖直放置的感光板。从圆形磁场最高点 P 垂直磁场射入大量的带正电、电荷量为 q 、质量为 m 、速度为 v 的粒子，不考虑粒子间的相互作用力及重力，关于这些粒子的运动以下说法正确的是
A. 只要对着圆心入射，出射后均可垂直打在 MN 上
B. 对着圆心入射的粒子，其出射方向的反向延长线一定过圆心
C. 对着圆心入射的粒子，速度越大在磁场中通过的弧长越长，时间也越长
D. 只要速度满足 v=qBRm，沿不同方向入射的粒子出射后均可垂直打在 MN 上

29. 如图所示，等腰直角三角形 abc 的直角边长度为 L，该区域内存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为 B，三个相同的带电粒子从 b 点沿 bc 方向分别以速度 v1 、 v2 、 v3 射入磁场，在磁场中运动的时间分别为 t1 、 t2 、 t3，且 t1:t2:t3=2:2:1，不计粒子的重力，下列说法正确的是
A. 三个速度的大小关系一定是 v1=v2