格物学 电磁学安培力与洛伦兹力

速度选择器-安培力与洛伦兹力知识点专题进阶选择题自测题答案-青海省等高中物理,平均正确率34.00000000000001%

2025-08-04
速度选择器-安培力与洛伦兹力知识点专题进阶选择题自测题答案-青海省等高中物理,平均正确率34.00000000000001%
1、['带电粒子在复合场中的运动', '速度选择器']

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A.该粒子的速度大小为$$\frac{B} {E}$$

B.若该粒子保持速度大小不变从右侧沿虚线方向射入,粒子仍能匀速通过场区

C.若仅将该粒子带电荷量改为$${{−}{q}}$$,仍从左侧沿虚线射入,则粒子仍能匀速通过场区

D.若仅将该粒子带电荷量改为$${{+}{2}{q}}$$,仍从左侧沿虚线射入,则粒子不能匀速通过场区

2、['带电粒子在复合场中的运动', '速度选择器']

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A.若仅将粒子改为从右侧射入,粒子仍将沿直线飞出

B.若仅将粒子改为从右侧射入,粒子不能沿直线飞出

C.若仅将电荷量改为$${{−}{q}}$$,粒子不能沿直线飞出

D.若仅将电荷量改为$${{+}{2}{q}}$$,粒子不能沿直线飞出

3、['质谱仪', '速度选择器']

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A.速度选择器的$${{P}_{2}}$$极板带正电

B.离子$${{2}}$$带正电

C.能通过狭缝$${{S}_{0}}$$的带电粒子的速率等于$$\frac{E} {B_{1}}$$

D.粒子$${{2}}$$的比荷$$\frac{q} {m}$$绝对值最小

4、['质谱仪', '回旋加速器', '速度选择器', '磁流体发电机']

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D

A.图甲是回旋加速器的示意图,要想带电粒子获得的最大动能增大,可增大加速电压

B.图乙是磁流体发电机的示意图,可以判断出$${{B}}$$极板是发电机的负极,$${{A}}$$极板是发电机的正极

C.图丙是速度选择器的示意图,若带电粒子$${{(}}$$不计重力$${{)}}$$能自左向右沿直线匀速通过速度选择器,那么也能自右向左沿直线匀速通过速度选择器

D.图丁是质谱仪的示意图,粒子打在底片上的位置越靠近狭缝$${{S}_{3}}$$说明粒子的比荷越大

5、['速度选择器', '带电粒子在电场中的曲线运动', '带电粒子在有界磁场中的运动']

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D

A.$$t_{1}=~ t_{2}=t_{3}$$

B.$$t_{2} < t_{1} < t_{3}$$

C.$$t_{1}=t_{3} > t_{2}$$

D.$$t_{1}=t_{2} < t_{3}$$

6、['质谱仪', '速度选择器']

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A

A.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里

C.能通过狭缝$${{P}}$$的带电粒子的速率等于$$\frac{E} {B_{0}}$$

D.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝$${{P}}$$,粒子的质量越大

7、['速度选择器', '带电粒子在有界磁场中的运动']

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C

A.电量和质量

B.质量和动能

C.速度和比荷

D.速度和质量

8、['质谱仪', '速度选择器']

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B

A.甲乙丙丁

B.甲丁乙丙

C.丙丁乙甲

D.甲乙丁丙

9、['速度选择器']

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C

A.射出的带电粒子一定带负电

B.速度选择器的上极板带负电

C.沿虚线水平射出的带电粒子的速率一定等于$$\frac{E} {B}$$

D.若带电粒子的入射速度$$v > \frac{E} {B},$$则粒子一定向上偏转

10、['回旋加速器', '速度选择器', '磁流体发电机', '洛伦兹力的计算']

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A.甲图中从左侧射入的粒子,只有带正电的粒子才有可能沿直线射出

B.乙图中等离子体进入上下极板之间后上极板$${{A}}$$带正电

C.丙图中通过励磁线圈的电流越大,电子的运动径迹半径越小

D.丁图中只要回旋加速器的$${{D}}$$形盒足够大,加速粒子就能获得任意速度

第一题解析:

粒子在速度选择器中匀速通过的条件是电场力和洛伦兹力平衡,即 $$qvB = qE$$,解得 $$v = \frac{E}{B}$$。选项A错误,因为速度大小应为 $$\frac{E}{B}$$。

若粒子从右侧射入且速度大小不变,电场力和洛伦兹力方向均反向,仍能平衡,故选项B正确。

若电荷量改为 $$-q$$,电场力和洛伦兹力方向均反向,仍能平衡,选项C正确。

若电荷量改为 $$+2q$$,电场力和洛伦兹力均加倍,仍能平衡,选项D错误。

第二题解析:

粒子沿直线飞出的条件是电场力和洛伦兹力平衡。若粒子从右侧射入,电场力和洛伦兹力方向均反向,仍能平衡,选项A正确,B错误。

若电荷量改为 $$-q$$ 或 $$+2q$$,电场力和洛伦兹力仍能平衡,粒子仍能沿直线飞出,选项C和D均错误。

第三题解析:

速度选择器中 $$P_2$$ 极板带正电(电场方向由 $$P_1$$ 指向 $$P_2$$),选项A正确。

离子2在偏转磁场中向右偏转,说明带正电,选项B正确。

能通过狭缝 $$S_0$$ 的粒子速率满足 $$v = \frac{E}{B_1}$$,选项C正确。

粒子2的偏转半径最大,由 $$r = \frac{mv}{qB_2}$$ 可知其比荷 $$\frac{q}{m}$$ 最小,选项D正确。

第四题解析:

回旋加速器的最大动能由磁场和D形盒半径决定,与加速电压无关,选项A错误。

磁流体发电机中,正离子向B极板偏转,故B极板为负极,A极板为正极,选项B正确。

速度选择器中粒子从右向左运动时,电场力和洛伦兹力方向均反向,仍能平衡,选项C正确。

质谱仪中粒子打在底片上的位置越靠近狭缝 $$S_3$$,说明半径越小,比荷 $$\frac{q}{m}$$ 越大,选项D正确。

第五题解析:

粒子在磁场中运动时间由圆心角决定。$$t_1$$ 和 $$t_3$$ 对应的圆心角均为 $$\pi$$,时间相同;$$t_2$$ 对应的圆心角小于 $$\pi$$,时间最短,故选项C正确。

第六题解析:

质谱仪可用于分析同位素,选项A正确。

速度选择器中磁场方向垂直纸面向里(由左手定则判断),选项B正确。

通过狭缝P的粒子速率满足 $$v = \frac{E}{B_0}$$,选项C正确。

粒子越靠近狭缝P,半径越小,由 $$r = \frac{mv}{qB}$$ 可知质量越小,选项D错误。

第七题解析:

质谱仪通过测量粒子在磁场中的偏转半径和速度来分析其比荷 $$\frac{q}{m}$$,因此需要知道速度和比荷,选项C正确。

第八题解析:

四种装置的顺序为:速度选择器(甲)、磁流体发电机(乙)、质谱仪(丁)、回旋加速器(丙),故选项B(甲丁乙丙)正确。

第九题解析:

粒子带正电或负电均可能沿直线射出,选项A错误。

速度选择器的上极板带正电(电场方向向下),选项B错误。

沿虚线射出的粒子速率满足 $$v = \frac{E}{B}$$,选项C正确。

若 $$v > \frac{E}{B}$$,洛伦兹力大于电场力,正粒子向上偏转,负粒子向下偏转,选项D错误。

第十题解析:

甲图中带正电或负电的粒子均可能沿直线射出,选项A错误。

乙图中正离子向下偏转,上极板A带负电,选项B错误。

丙图中半径 $$r = \frac{mv}{qB}$$,电流越大磁场越强,半径越小,选项C正确。

回旋加速器的粒子速度受限于相对论效应,不能无限增大,选项D错误。

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