第1章 安培力与洛伦兹力 单元质量检测(Word版含答案)
文档属性
| 名称 | 第1章 安培力与洛伦兹力 单元质量检测(Word版含答案) |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 582.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-02-28 08:08:45 | ||
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文档简介
第1章 安培力与洛伦兹力 单元质量检测
一、单选题
1．磁场中某处的磁感线分布如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．磁感应强度Ba＞Bb
B．同一通电导线在b处受到的磁场力一定比在a处的大
C．通电导线在b处所受安培力的方向可能与b处磁感线的方向相同
D．若在a处的通电导线垂直于磁感线放置，则所受磁场力最大
2．（2021·广东·佛山一中高二阶段练习）两根相互靠近的长直导线1、2中通有相同的电流，如图，两电流间的磁相互作用力为F，若在两根导线所在空间内加一匀强磁场后，导线1所受安培力的合力恰好为零。则所加磁场的方向是（ ）
A．垂直纸面向里 B．垂直纸面向外
C．垂直导线向右 D．垂直导线向左
3．（2021·广东·佛山一中高二阶段练习）如图，下列说法正确的是（ ）
A．甲图要增大粒子的最大动能，可增加电压U
B．乙图是磁流体发电机，可判断出A极板是发电机的负极
C．基本粒子不考虑重力的影响，丙图可以判断基本粒子的电性，粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是
D．丁图中若载流子带负电，稳定时C板电势高
4．（2022届广东省茂名市五校联盟高三（上）第三次联考试题物理试题）如图所示，一通有恒定电流、电流方向垂直纸面向里的金属棒用轻质绝缘细线悬挂在天花板上，现在空间中加一匀强磁场，要使金属棒静止且绝缘细线与竖直方向成θ=30°角，则下列几种情况中磁感应强度最小的是（ ）
A．磁场方向竖直向上 B．磁场方向水平向右
C．磁场方向水平向左 D．磁场方向沿细线向上
5．（2022·广东·模拟预测）如图所示，长为L的导体棒ab，用软导线悬挂在磁感应强度为B的、方向水平的匀强磁场中，若通以从a→b的电流，悬线中有拉力。为了增大悬线拉力，下列方法可以实现的是（ ）
A．磁场方向不变，增加磁感应强度
B．电流方向不变，增加电流强度
C．电流方向和磁场方向同时反向
D．磁场方向反向，电流方向不变
6．（2022·重庆八中高三阶段练习）如图所示，直角坐标系平面内有垂直纸面向外的足够大的匀强磁场（未画出），磁感应强度，y轴上P处有一个粒子源，可在此平面内沿范围内发射速度v大小不等的正电荷（）。是一块置于x轴上无限长的粒子收集板。已知比荷，，则能够被板收集到的粒子的最长运动时间为（ ）
A． B． C． D．
7．（2022·四川成都·高二开学考试）为监测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长方体流量计，其长、宽、高分别为L、d、h。当垂直于管道前后表面加上磁感应强度大小为B、方向向里的匀强磁场后，测得上下表面AA'之间的电势差为U。下列说法正确的是（ ）
A．上表面A的电势低于下表面A'的电势
B．污水中正负离子浓度越高，上下表面之间的电势差越大
C．污水的流速为v=
D．污水的流量（单位时间内排出的污水体积）为
8．（2022·全国·高三专题练习）如图所示，等腰直角三角形ABC区域中存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，一质量为m，电荷量为q的正粒子沿AB方向射入磁场，不计粒子重力，下列说法正确的是（ ）
A．粒子射入速率越大，在磁场中运动时间越长
B．粒子射入速率越大，在磁场中运动的加速度越小
C．粒子在磁场中运动的最长时间为
D．若粒子射入速率不同，则射出磁场时速度的方向一定不同
9．（2022·江苏·泰州中学高二开学考试）如图，虚线上方空间分布着垂直纸面向里的匀强磁场，在纸面内沿不同的方向从粒子源先后发射速率均为的质子和α粒子，质子和α粒子同时到达点。已知，α粒子沿与成角的方向发射，不计粒子的重力和粒子间的相互作用力，则下列说法正确的是（ ）
A．质子在磁场中运动的半径为
B．α粒子在磁场中运动的半径为
C．质子在磁场中运动的时间为
D．质子和α粒子发射的时间间隔为
10．（2022·江苏·南京市第一中学高二开学考试）如图，虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点，大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点，在纸面内沿不同方向射入磁场。若粒子射入速率为v1，这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上；若粒子射入速率为v2，相应的出射点分布在三分之一圆周上。不计重力及带电粒子之间的相互作用。则这两种情况下带电粒子从P点射入到距P点最远处射出，其在磁场中所经历的时间比t1∶t2为（ ）
A．1∶2 B．2∶1 C．∶1 D．1∶1
11．（2022·河南驻马店·高三期末）如图所示，在纸面内有一磁感应强度大小为、方向水平向右的匀强磁场，匀强磁场的方向与固定长直导线垂直，长直导线内通有垂直纸面向外的恒定电流Ⅰ，在纸面内以导线的横截面为圆心画一个虚线圆，ab．cd是虚线圆的直径，ab、cd分别与匀强磁场垂直和平行。已知通有电流i的长直导线产生的磁场在距其r处的磁感应强度大小（其中k为已知常量）。已知a点的磁感应强度为0，下列说法正确的是（ ）
A．虚线圆的半径为
B．c、d两点的磁感应强度大小均为
C．c、d两点的磁感应强度方向相反
D．若带电荷量为的检验电荷以速率v经过b点，其速度方向为由a指向b，则其受到的洛伦兹力大小为、方向垂直纸面向外
12．（2022·贵州毕节·高三阶段练习）如图，在竖直面内，一半径为R的圆形区域布满匀强磁场，磁感应强度大小为B,方向垂直圆面（图中未画出）。一群负离子以相同的速率v0；由P点（PQ为直径，且与地面平行）在竖直面内沿不同方向射入磁场中，发生偏转后，所有离子均垂直打在磁场区域下侧水平放置的荧光屏（足够大）上，形成长为L的亮斑。不计离子的重力和离子间的相互作用，下列说法正确的是（ ）
A．离子做圆周运动的半径等于2R
B．离子在磁场中运动时间不超过
C．离子在磁场中运动时间大于
D．增大荧光屏与磁场圆的距离，亮斑的长度L增大
二、填空题
13．（2022·山西·芮城中学高二开学考试）如图，等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点M、N与直流电源两端相接，已如导体棒MN受到的安培力大小为F，则线框LMN受到的安培力的大小为_______F。
14．（2021·黑龙江·林甸县第一中学高二期末）（1）洛伦兹力是磁场对_________（填“运动”或“静止”）电荷的作用；如图所示是一带正电的粒子在磁场中竖直向下运动，粒子所受洛伦兹力的方向__________。
（2）质谱仪是分离同位素的重要仪器，其原理如图所示，带等量异种电荷的两平行金属板、之间的电压为U，一个带负电的粒子（不计重力）从板中由静止释放，之后从O点进入另一磁感应强度为B的匀强磁场中，在洛伦兹力的作用下，粒子做匀速圆周运动，经过半个圆周后打在挡板上的A点。已知粒子的质量为m，电荷量为q，两点间的距离为______________。
15．（2022·福建省福州第一中学高二期末）如图所示，真空中，在两个同心圆所夹的环状区域存在（含边界）垂直于纸面向里磁感应强度为B的匀强磁场，两圆的半径分别为R和3R，圆心为O。质量为m、电荷量为q（q＞0）的带电粒子从大圆边缘的P点沿半径PO方向以不同的速度垂直射入磁场，粒子重力不计；
（1）若粒子在磁场中运动轨迹所对的圆心角为120°，则粒子在磁场中运动的时间t1=_______；
（2）若粒子能进入小圆内部区域，粒子在磁场中运动的速度v2 >________
16．（2021·山东·济南市天桥区黄河双语实验学校高二阶段练习）如图所示为“探究磁场对通电导线的作用”的部分实验装置，通电导线与磁场方向垂直。请根据下面的实验操作按要求填空。
（1）在探究安培力F与电流I的对应关系时，保持磁场及线框不变，只改变电流的大小，记录电流表的读数I1，I2，I3，…，测出对应的安培力F1，F2，F3，…，通过实验可发现，磁场对通电导线作用力的大小与电流大小成正比，实验中所采用的实验方法是_______（选填 “等效替代法”、“控制变量法”或“理想模型法”）。
（2）如图所示分别接通“1、4”和“2、3”，发现导线偏转的角度不同，说明导线受到的力的大小与________有关。
（3）只上下交换磁极的位置以改变磁场方向，导线受力的方向 _______（选填“改变”或“不改变”）。
（4）只改变导线中电流的方向，导线受力的方向 ________（选填“改变”或“不改变”）。
三、解答题
17．（2022届广东省深圳市高三（下）第一次调研考试（一模）物理试题）利用电磁场改变电荷运动的路径，与光的传播、平移等效果相似，称为电子光学。如图所示，在xOy坐标平面上，第三象限存在着方向沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E。在其余象限存在垂直纸面的匀强磁场，其中第一、二象限向外，第四象限向里，磁感应强度大小均为B（未知）。在坐标点（0，）处有一质量为m、电荷量为q的正电粒子，以初速度沿着x轴负方向射入匀强电场，粒子在运动过程中恰好不再返回电场，忽略粒子重力。求：
（1）粒子第一次进入磁场时的速度v；
（2）磁感应强度B的大小；
（3）现将一块长为L的上表面涂荧光粉的薄板放置在x轴上，板中心点横坐标x0=4L，仅将第四象限的磁感应强度变为原来的k倍（k>1），当k满足什么条件时，板的上表面会出现荧光点。
18．（2021·广东·五华县教育教学研究室一模）如图所示，两平行金属板间距为d，电势差为U，板间电场可视为匀强电场，金属板下方分布有理想边界的匀强磁场，磁感应强度为B。一个带电量为+q、质量为m的粒子，由静止开始，经电场加速后垂直于磁场边界进入磁场。忽略重力的影响。简要回答下列问题：
（1）分析粒子在板间电场中做什么运动；
（2）分析并画出粒子在有界磁场中运动的轨迹；
（3）求解粒子在磁场中运动的时间t。
19．（2022·浙江·宁波市奉化区教师进修学校高二期末）利用如图所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子。图中板MN上方是磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，板上有两条宽度分别为2d和d的缝，两缝近端相距L。一群质量为m、电荷为q，具有不同速度的粒子从宽度为2d的缝垂直于板MN进入磁场，部分粒子能从宽度d的缝射出（不计粒子所受重力）。求：
（1）粒子的电性，从P点入射到Q点出射粒子的速度；
（2）能从狭缝射出的粒子，最大速度和最小速度的差值。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
2．A
3．B
4．D
5．D
6．D
7．D
8．C
9．D
10．D
11．D
12．B
13．1.5F
14． 运动 水平向右
15．
16． 控制变量法 导线长度 改变 改变
17．（1）；（2）；（3）
18．匀加速直线运动；（3）
19．（1）负电，，方向垂直于MN向下；（2）
答案第1页，共2页
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一、单选题
1．磁场中某处的磁感线分布如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．磁感应强度Ba＞Bb
B．同一通电导线在b处受到的磁场力一定比在a处的大
C．通电导线在b处所受安培力的方向可能与b处磁感线的方向相同
D．若在a处的通电导线垂直于磁感线放置，则所受磁场力最大
2．（2021·广东·佛山一中高二阶段练习）两根相互靠近的长直导线1、2中通有相同的电流，如图，两电流间的磁相互作用力为F，若在两根导线所在空间内加一匀强磁场后，导线1所受安培力的合力恰好为零。则所加磁场的方向是（ ）
A．垂直纸面向里 B．垂直纸面向外
C．垂直导线向右 D．垂直导线向左
3．（2021·广东·佛山一中高二阶段练习）如图，下列说法正确的是（ ）
A．甲图要增大粒子的最大动能，可增加电压U
B．乙图是磁流体发电机，可判断出A极板是发电机的负极
C．基本粒子不考虑重力的影响，丙图可以判断基本粒子的电性，粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是
D．丁图中若载流子带负电，稳定时C板电势高
4．（2022届广东省茂名市五校联盟高三（上）第三次联考试题物理试题）如图所示，一通有恒定电流、电流方向垂直纸面向里的金属棒用轻质绝缘细线悬挂在天花板上，现在空间中加一匀强磁场，要使金属棒静止且绝缘细线与竖直方向成θ=30°角，则下列几种情况中磁感应强度最小的是（ ）
A．磁场方向竖直向上 B．磁场方向水平向右
C．磁场方向水平向左 D．磁场方向沿细线向上
5．（2022·广东·模拟预测）如图所示，长为L的导体棒ab，用软导线悬挂在磁感应强度为B的、方向水平的匀强磁场中，若通以从a→b的电流，悬线中有拉力。为了增大悬线拉力，下列方法可以实现的是（ ）
A．磁场方向不变，增加磁感应强度
B．电流方向不变，增加电流强度
C．电流方向和磁场方向同时反向
D．磁场方向反向，电流方向不变
6．（2022·重庆八中高三阶段练习）如图所示，直角坐标系平面内有垂直纸面向外的足够大的匀强磁场（未画出），磁感应强度，y轴上P处有一个粒子源，可在此平面内沿范围内发射速度v大小不等的正电荷（）。是一块置于x轴上无限长的粒子收集板。已知比荷，，则能够被板收集到的粒子的最长运动时间为（ ）
A． B． C． D．
7．（2022·四川成都·高二开学考试）为监测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长方体流量计，其长、宽、高分别为L、d、h。当垂直于管道前后表面加上磁感应强度大小为B、方向向里的匀强磁场后，测得上下表面AA'之间的电势差为U。下列说法正确的是（ ）
A．上表面A的电势低于下表面A'的电势
B．污水中正负离子浓度越高，上下表面之间的电势差越大
C．污水的流速为v=
D．污水的流量（单位时间内排出的污水体积）为
8．（2022·全国·高三专题练习）如图所示，等腰直角三角形ABC区域中存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，一质量为m，电荷量为q的正粒子沿AB方向射入磁场，不计粒子重力，下列说法正确的是（ ）
A．粒子射入速率越大，在磁场中运动时间越长
B．粒子射入速率越大，在磁场中运动的加速度越小
C．粒子在磁场中运动的最长时间为
D．若粒子射入速率不同，则射出磁场时速度的方向一定不同
9．（2022·江苏·泰州中学高二开学考试）如图，虚线上方空间分布着垂直纸面向里的匀强磁场，在纸面内沿不同的方向从粒子源先后发射速率均为的质子和α粒子，质子和α粒子同时到达点。已知，α粒子沿与成角的方向发射，不计粒子的重力和粒子间的相互作用力，则下列说法正确的是（ ）
A．质子在磁场中运动的半径为
B．α粒子在磁场中运动的半径为
C．质子在磁场中运动的时间为
D．质子和α粒子发射的时间间隔为
10．（2022·江苏·南京市第一中学高二开学考试）如图，虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点，大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点，在纸面内沿不同方向射入磁场。若粒子射入速率为v1，这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上；若粒子射入速率为v2，相应的出射点分布在三分之一圆周上。不计重力及带电粒子之间的相互作用。则这两种情况下带电粒子从P点射入到距P点最远处射出，其在磁场中所经历的时间比t1∶t2为（ ）
A．1∶2 B．2∶1 C．∶1 D．1∶1
11．（2022·河南驻马店·高三期末）如图所示，在纸面内有一磁感应强度大小为、方向水平向右的匀强磁场，匀强磁场的方向与固定长直导线垂直，长直导线内通有垂直纸面向外的恒定电流Ⅰ，在纸面内以导线的横截面为圆心画一个虚线圆，ab．cd是虚线圆的直径，ab、cd分别与匀强磁场垂直和平行。已知通有电流i的长直导线产生的磁场在距其r处的磁感应强度大小（其中k为已知常量）。已知a点的磁感应强度为0，下列说法正确的是（ ）
A．虚线圆的半径为
B．c、d两点的磁感应强度大小均为
C．c、d两点的磁感应强度方向相反
D．若带电荷量为的检验电荷以速率v经过b点，其速度方向为由a指向b，则其受到的洛伦兹力大小为、方向垂直纸面向外
12．（2022·贵州毕节·高三阶段练习）如图，在竖直面内，一半径为R的圆形区域布满匀强磁场，磁感应强度大小为B,方向垂直圆面（图中未画出）。一群负离子以相同的速率v0；由P点（PQ为直径，且与地面平行）在竖直面内沿不同方向射入磁场中，发生偏转后，所有离子均垂直打在磁场区域下侧水平放置的荧光屏（足够大）上，形成长为L的亮斑。不计离子的重力和离子间的相互作用，下列说法正确的是（ ）
A．离子做圆周运动的半径等于2R
B．离子在磁场中运动时间不超过
C．离子在磁场中运动时间大于
D．增大荧光屏与磁场圆的距离，亮斑的长度L增大
二、填空题
13．（2022·山西·芮城中学高二开学考试）如图，等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点M、N与直流电源两端相接，已如导体棒MN受到的安培力大小为F，则线框LMN受到的安培力的大小为_______F。
14．（2021·黑龙江·林甸县第一中学高二期末）（1）洛伦兹力是磁场对_________（填“运动”或“静止”）电荷的作用；如图所示是一带正电的粒子在磁场中竖直向下运动，粒子所受洛伦兹力的方向__________。
（2）质谱仪是分离同位素的重要仪器，其原理如图所示，带等量异种电荷的两平行金属板、之间的电压为U，一个带负电的粒子（不计重力）从板中由静止释放，之后从O点进入另一磁感应强度为B的匀强磁场中，在洛伦兹力的作用下，粒子做匀速圆周运动，经过半个圆周后打在挡板上的A点。已知粒子的质量为m，电荷量为q，两点间的距离为______________。
15．（2022·福建省福州第一中学高二期末）如图所示，真空中，在两个同心圆所夹的环状区域存在（含边界）垂直于纸面向里磁感应强度为B的匀强磁场，两圆的半径分别为R和3R，圆心为O。质量为m、电荷量为q（q＞0）的带电粒子从大圆边缘的P点沿半径PO方向以不同的速度垂直射入磁场，粒子重力不计；
（1）若粒子在磁场中运动轨迹所对的圆心角为120°，则粒子在磁场中运动的时间t1=_______；
（2）若粒子能进入小圆内部区域，粒子在磁场中运动的速度v2 >________
16．（2021·山东·济南市天桥区黄河双语实验学校高二阶段练习）如图所示为“探究磁场对通电导线的作用”的部分实验装置，通电导线与磁场方向垂直。请根据下面的实验操作按要求填空。
（1）在探究安培力F与电流I的对应关系时，保持磁场及线框不变，只改变电流的大小，记录电流表的读数I1，I2，I3，…，测出对应的安培力F1，F2，F3，…，通过实验可发现，磁场对通电导线作用力的大小与电流大小成正比，实验中所采用的实验方法是_______（选填 “等效替代法”、“控制变量法”或“理想模型法”）。
（2）如图所示分别接通“1、4”和“2、3”，发现导线偏转的角度不同，说明导线受到的力的大小与________有关。
（3）只上下交换磁极的位置以改变磁场方向，导线受力的方向 _______（选填“改变”或“不改变”）。
（4）只改变导线中电流的方向，导线受力的方向 ________（选填“改变”或“不改变”）。
三、解答题
17．（2022届广东省深圳市高三（下）第一次调研考试（一模）物理试题）利用电磁场改变电荷运动的路径，与光的传播、平移等效果相似，称为电子光学。如图所示，在xOy坐标平面上，第三象限存在着方向沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E。在其余象限存在垂直纸面的匀强磁场，其中第一、二象限向外，第四象限向里，磁感应强度大小均为B（未知）。在坐标点（0，）处有一质量为m、电荷量为q的正电粒子，以初速度沿着x轴负方向射入匀强电场，粒子在运动过程中恰好不再返回电场，忽略粒子重力。求：
（1）粒子第一次进入磁场时的速度v；
（2）磁感应强度B的大小；
（3）现将一块长为L的上表面涂荧光粉的薄板放置在x轴上，板中心点横坐标x0=4L，仅将第四象限的磁感应强度变为原来的k倍（k>1），当k满足什么条件时，板的上表面会出现荧光点。
18．（2021·广东·五华县教育教学研究室一模）如图所示，两平行金属板间距为d，电势差为U，板间电场可视为匀强电场，金属板下方分布有理想边界的匀强磁场，磁感应强度为B。一个带电量为+q、质量为m的粒子，由静止开始，经电场加速后垂直于磁场边界进入磁场。忽略重力的影响。简要回答下列问题：
（1）分析粒子在板间电场中做什么运动；
（2）分析并画出粒子在有界磁场中运动的轨迹；
（3）求解粒子在磁场中运动的时间t。
19．（2022·浙江·宁波市奉化区教师进修学校高二期末）利用如图所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子。图中板MN上方是磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，板上有两条宽度分别为2d和d的缝，两缝近端相距L。一群质量为m、电荷为q，具有不同速度的粒子从宽度为2d的缝垂直于板MN进入磁场，部分粒子能从宽度d的缝射出（不计粒子所受重力）。求：
（1）粒子的电性，从P点入射到Q点出射粒子的速度；
（2）能从狭缝射出的粒子，最大速度和最小速度的差值。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
2．A
3．B
4．D
5．D
6．D
7．D
8．C
9．D
10．D
11．D
12．B
13．1.5F
14． 运动 水平向右
15．
16． 控制变量法 导线长度 改变 改变
17．（1）；（2）；（3）
18．匀加速直线运动；（3）
19．（1）负电，，方向垂直于MN向下；（2）
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