第一章 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 | 第一章 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 | 548.6KB | ||
| 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 08:12:17 | ||
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文档简介
第一章 安培力与洛伦兹力 单元质量检测
一、单选题
1．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
2．（2022·全国·高二单元测试）回旋加速器工作原理示意图如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，两盒间的狭缝很小，粒子穿过的时间可忽略，它们接在电压为U、频率为f的交流电源上．若A处粒子源产生的质子在加速器中被加速，下列说法正确的是（ ）
A．若只增大交流电压U，则质子获得的最大动能增大
B．若只增大交流电压U，则质子在回旋加速器中运行时间会变长
C．若磁感应强度B增大，交流电频率f必须适当增大才能正常工作
D．不改变磁感应强度B和交流电频率f，该回旋加速器也能用于加速α粒子
3．（2021·全国·高二单元测试）如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在条形磁铁的左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线，当导线中通以图示方向的电流时（磁铁始终未动）（ ）
A．磁铁对桌面的压力减小，且受到向左的摩擦力作用
B．磁铁对桌面的压力减小，且受到向右的摩擦力作用
C．磁铁对桌面的压力增大，且受到向左的摩擦力作用
D．磁铁对桌面的压力增大，且受到向右的摩擦力作用
4．（2021·全国·高二单元测试）如图，三根相互平行的固定长直导线、和两两等距，均通有电流，中电流方向与、中的相同，下列说法正确的是（ ）
A．所受磁场作用力的方向与、所在平面垂直
B．所受磁场作用力的方向与、所在平面平行
C．在处的磁场方向与、所在平面垂直
D．与在处的合磁场方向与、所在平面平行
5．（2019·全国·高二单元测试）如图所示，在x轴上方存在垂直于纸面向里且磁感应强度大小为B的匀强磁场，在x轴下方存在垂直于纸面向外且磁感应强度大小为的匀强磁场。一带负电的粒子，带电荷量为q，质量为m，从原点O与x轴成30°角斜向上射入磁场，且在x轴上方磁场中运动的半径为R，不计粒子重力，则（ ）
A．粒子经磁场偏转后一定能回到原点O
B．粒子在x轴上方和下方磁场中运动的半径之比为2∶1
C．粒子完成一次周期性运动的时间为
D．粒子第二次射入x轴上方磁场时，沿x轴前进了3R
6．（2022·全国·高二单元测试）如图所示，离子源S到直线MN的距离为L，整个空间存在磁感应强度大小为B的匀强磁场，磁场方向垂直S和MN所在的平面向里。离子源S一次性沿平面向各个方向均匀地射出大量速度大小相同的正离子，MN上有离子经过的区域长为。已知离子的比荷为k，不计离子的重力及离子间的相互作用力，则离子的速度大小为（ ）
A． B． C． D．
7．（2015·广东惠州·高三单元测试）质量为M的通电细杆置于倾角为θ的光滑导轨上，有垂直于纸面向里的电流I通过细杆，在如图所示的A、B、C、D四个图中，能使细杆沿导轨向上运动且磁感应强度最小的是（ ）
A． B．
C． D．
8．（2021·全国·高二单元测试）如图所示，在x轴上方存在垂直于纸面向里的足够宽的匀强磁场，磁感应强度为B。在xOy平面内，从原点O处沿与x轴正方向成θ角（0＜θ＜π）以速率v发射一个带正电的粒子（重力不计）。则下列说法正确的是（ ）
A．若v一定，θ越大，则粒子在磁场中运动的时间越短
B．若v一定，θ越大，则粒子在离开磁场的位置距O点越远
C．若θ一定，v越大，则粒子在磁场中运动的角速度越大
D．若θ一定，v越大，则粒子在磁场中运动的时间越短
9．（2022·全国·高二单元测试）如图所示，直角三角形abc区域内存着磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场。已知ab边长为L，∠cab=90°，∠acb=30°，一带电粒子从a点以初速度v0沿ab方向进入磁场恰未从bc边射出，若保持该带电粒子的入射速度的大小及方向均不变，入射点沿ac边逐渐上移，则下列说法正确的是（ ）
A．带电粒子的比荷为
B．入射点上移，在bc边上的出射点也会上移
C．带电粒子从bc边中点射出时在磁场中的运动时间为
D．入射点上移时，粒子恰在bc边中点射出
10．（2022·全国·高二单元测试）为了降低潜艇噪音，科学家设想用电磁推进器替代螺旋桨．装置的截面图如图所示，电磁推进器用绝缘材料制成直海水管道，马鞍形超导线圈形成如图所示的磁场，正、负电极与直流电源相连后在海水中形成电流。关于该电磁推进器的说法正确的是（ ）
A．图示中海水受到的磁场力方向垂直纸面向里
B．图示中推进器受到海水推力方向平行纸面向下
C．由于使用超导线圈，所以海水中不会产生焦耳热
D．同等情况下此推进装置在纯净的淡水湖中推进效果比在海水中好
11．（2018·全国·单元测试）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v2∶v1为（ ）
A． ∶2 B． ∶1 C． ∶1 D．3∶
12．（2022·全国·高二单元测试）如图所示，半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，AC是圆O的水平直径，P是圆周上的一点，P点离AC的距离为R，一个质量为m、电荷量为q的带负电粒子以一定的速度从A点沿AC方向射入，粒子在磁场中运动的偏向角为90°，保持粒子的速度大小、方向不变，让粒子从P点射入磁场，则粒子在磁场中运动的时间为（ ）
A． B． C． D．
二、填空题
13．（2020·全国·高二单元测试）如图所示，半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场。重力不计、电荷量一定的带电粒子以速度v正对着圆心O射入磁场，若粒子射入、射出磁场点间的距离为R，则粒子在磁场中的运动时间为____。
14．（2020·全国·高二单元测试）如图所示，在竖直向下磁感应强度为B的匀强磁场中，有两根间距为L竖直放置的平行粗糙导轨CD、EF，质量为m的金属棒MN与导轨始终垂直且接触良好，它们之间的动摩擦因数为μ。从t=0时刻起，给金属棒通以图示方向的电流且电流强度与时间成正比，即I=kt，（k为常量），则金属棒由静止下滑过程中加速度和速度的变化情况是 ____________金属棒下落过程中动能最大的时刻t=_____ 。
15．（2019·广东·龙文教育高二单元测试）磁流体发电是一项新兴技术，它可以把物体的内能直接转化为电能．如图是磁流体发电机的装置：A、B组成一对平行电极，两极间距为d，内有磁感强度为B的匀强磁场，现持续将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量带正电和带负电的带电粒子，而整体呈中性)垂直喷射入磁场，A、B两板间便产生电压．A、B板哪一个是发电机的正极________每个离子的速度为v，电量大小为q，稳定时，磁流体发电机的电动势E＝________
16．（2021·全国·高二单元测试）某同学用图甲所示装置测量磁场的磁感应强度。含有大量一价的正、负离子导电液体流过水平管道，管道长为l、宽为d、高为h，置于竖直向上的匀强磁场中。管道上下两面是绝缘板，两侧面M、N是电阻可忽略的导体板，两导体板与开关S、电阻箱R、灵敏电流表G（内阻为Rg）连接。管道内始终充满导电液体，忽略导电液体的电阻，液体以恒定速度v通过。闭合开关S，调节电阻箱的取值，记下相应的电流表读数。
（1）若侧面M导体板带正电，则液体通过管道的方向为___________（选填“自左向右”或“自右向左”）。
（2）如图乙所示为灵敏电流表G在某次指针所指的位置，其读数为___________μA。
（3）若某次电阻箱接入电路的阻值R与相应的电流表读数I，则磁感应强度B= ___________（用题中物理量字母I、R、Rg、d、v表示，且均为国际单位）。
三、解答题
17．（2021·全国·高二单元测试）水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P之间接入电动势为E的电源（不计内阻）。现垂直于导轨搁一根质量为m、电阻为R的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为θ且指向右上方，如图所示，问：
（1）当ab棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少？
（2）若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为多少？此时B的方向如何？
18．（2021·全国·高二单元测试）在以坐标原点O为圆心、半径为r的圆形区域内，存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，如图所示．一个不计重力的带电粒子从磁场边界与x轴的交点A处以速度v沿－x方向射入磁场，它恰好从磁场边界与y轴的交点C处沿＋y方向飞出。
（1）请判断该粒子带何种电荷，并求出其比荷；
（2）若磁场的方向和所在空间范围不变，而磁感应强度的大小变为B′，该粒子仍从A处以相同的速度射入磁场，但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角，求磁感应强度B′的大小；此次粒子在磁场中运动所用时间t是多少？
19．（2022·全国·高二单元测试）某高校拟采购一批实验器材，提高学生对电偏转和磁偏转研究的动手能力。其核心结构原理可简化为如图所示：、CD间的区域有竖直向上的匀强电场，在CD的右侧有一与CD相切于M点的圆形有界匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外。一带正电粒子自O点以水平初速度正对P点进入该电场后，从M点飞离电场进入磁场，再经磁场偏转后从N点射出磁场。已知O、P两点间的距离为d，P、M两点间的距离为，MN为圆形有界磁场的直径且长度为，粒子的质量为m、电荷量为q，粒子所受重力忽略不计，求：
（1）粒子从M点进入磁场时的速度v的大小；
（2）磁感应强度B的大小；
（3）粒子在磁场与在电场中运动的时间之比。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
2．C
3．C
4．A
5．D
6．B
7．C
8．A
9．C
10．A
11．C
12．C
13．
14． 金属棒由静止下滑过程中加速度是先减后增最后为零，速度是先增后减最后为零
15． B板 Bdv
16． 自左向右 160 （凡是满足这种关系式都可以）
17．（1），；（2），方向水平向右
18．（1）负电荷，；（2）B，
19．（1）；（2）；（3）
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．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
2．（2022·全国·高二单元测试）回旋加速器工作原理示意图如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，两盒间的狭缝很小，粒子穿过的时间可忽略，它们接在电压为U、频率为f的交流电源上．若A处粒子源产生的质子在加速器中被加速，下列说法正确的是（ ）
A．若只增大交流电压U，则质子获得的最大动能增大
B．若只增大交流电压U，则质子在回旋加速器中运行时间会变长
C．若磁感应强度B增大，交流电频率f必须适当增大才能正常工作
D．不改变磁感应强度B和交流电频率f，该回旋加速器也能用于加速α粒子
3．（2021·全国·高二单元测试）如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在条形磁铁的左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线，当导线中通以图示方向的电流时（磁铁始终未动）（ ）
A．磁铁对桌面的压力减小，且受到向左的摩擦力作用
B．磁铁对桌面的压力减小，且受到向右的摩擦力作用
C．磁铁对桌面的压力增大，且受到向左的摩擦力作用
D．磁铁对桌面的压力增大，且受到向右的摩擦力作用
4．（2021·全国·高二单元测试）如图，三根相互平行的固定长直导线、和两两等距，均通有电流，中电流方向与、中的相同，下列说法正确的是（ ）
A．所受磁场作用力的方向与、所在平面垂直
B．所受磁场作用力的方向与、所在平面平行
C．在处的磁场方向与、所在平面垂直
D．与在处的合磁场方向与、所在平面平行
5．（2019·全国·高二单元测试）如图所示，在x轴上方存在垂直于纸面向里且磁感应强度大小为B的匀强磁场，在x轴下方存在垂直于纸面向外且磁感应强度大小为的匀强磁场。一带负电的粒子，带电荷量为q，质量为m，从原点O与x轴成30°角斜向上射入磁场，且在x轴上方磁场中运动的半径为R，不计粒子重力，则（ ）
A．粒子经磁场偏转后一定能回到原点O
B．粒子在x轴上方和下方磁场中运动的半径之比为2∶1
C．粒子完成一次周期性运动的时间为
D．粒子第二次射入x轴上方磁场时，沿x轴前进了3R
6．（2022·全国·高二单元测试）如图所示，离子源S到直线MN的距离为L，整个空间存在磁感应强度大小为B的匀强磁场，磁场方向垂直S和MN所在的平面向里。离子源S一次性沿平面向各个方向均匀地射出大量速度大小相同的正离子，MN上有离子经过的区域长为。已知离子的比荷为k，不计离子的重力及离子间的相互作用力，则离子的速度大小为（ ）
A． B． C． D．
7．（2015·广东惠州·高三单元测试）质量为M的通电细杆置于倾角为θ的光滑导轨上，有垂直于纸面向里的电流I通过细杆，在如图所示的A、B、C、D四个图中，能使细杆沿导轨向上运动且磁感应强度最小的是（ ）
A． B．
C． D．
8．（2021·全国·高二单元测试）如图所示，在x轴上方存在垂直于纸面向里的足够宽的匀强磁场，磁感应强度为B。在xOy平面内，从原点O处沿与x轴正方向成θ角（0＜θ＜π）以速率v发射一个带正电的粒子（重力不计）。则下列说法正确的是（ ）
A．若v一定，θ越大，则粒子在磁场中运动的时间越短
B．若v一定，θ越大，则粒子在离开磁场的位置距O点越远
C．若θ一定，v越大，则粒子在磁场中运动的角速度越大
D．若θ一定，v越大，则粒子在磁场中运动的时间越短
9．（2022·全国·高二单元测试）如图所示，直角三角形abc区域内存着磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场。已知ab边长为L，∠cab=90°，∠acb=30°，一带电粒子从a点以初速度v0沿ab方向进入磁场恰未从bc边射出，若保持该带电粒子的入射速度的大小及方向均不变，入射点沿ac边逐渐上移，则下列说法正确的是（ ）
A．带电粒子的比荷为
B．入射点上移，在bc边上的出射点也会上移
C．带电粒子从bc边中点射出时在磁场中的运动时间为
D．入射点上移时，粒子恰在bc边中点射出
10．（2022·全国·高二单元测试）为了降低潜艇噪音，科学家设想用电磁推进器替代螺旋桨．装置的截面图如图所示，电磁推进器用绝缘材料制成直海水管道，马鞍形超导线圈形成如图所示的磁场，正、负电极与直流电源相连后在海水中形成电流。关于该电磁推进器的说法正确的是（ ）
A．图示中海水受到的磁场力方向垂直纸面向里
B．图示中推进器受到海水推力方向平行纸面向下
C．由于使用超导线圈，所以海水中不会产生焦耳热
D．同等情况下此推进装置在纯净的淡水湖中推进效果比在海水中好
11．（2018·全国·单元测试）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v2∶v1为（ ）
A． ∶2 B． ∶1 C． ∶1 D．3∶
12．（2022·全国·高二单元测试）如图所示，半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，AC是圆O的水平直径，P是圆周上的一点，P点离AC的距离为R，一个质量为m、电荷量为q的带负电粒子以一定的速度从A点沿AC方向射入，粒子在磁场中运动的偏向角为90°，保持粒子的速度大小、方向不变，让粒子从P点射入磁场，则粒子在磁场中运动的时间为（ ）
A． B． C． D．
二、填空题
13．（2020·全国·高二单元测试）如图所示，半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场。重力不计、电荷量一定的带电粒子以速度v正对着圆心O射入磁场，若粒子射入、射出磁场点间的距离为R，则粒子在磁场中的运动时间为____。
14．（2020·全国·高二单元测试）如图所示，在竖直向下磁感应强度为B的匀强磁场中，有两根间距为L竖直放置的平行粗糙导轨CD、EF，质量为m的金属棒MN与导轨始终垂直且接触良好，它们之间的动摩擦因数为μ。从t=0时刻起，给金属棒通以图示方向的电流且电流强度与时间成正比，即I=kt，（k为常量），则金属棒由静止下滑过程中加速度和速度的变化情况是 ____________金属棒下落过程中动能最大的时刻t=_____ 。
15．（2019·广东·龙文教育高二单元测试）磁流体发电是一项新兴技术，它可以把物体的内能直接转化为电能．如图是磁流体发电机的装置：A、B组成一对平行电极，两极间距为d，内有磁感强度为B的匀强磁场，现持续将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量带正电和带负电的带电粒子，而整体呈中性)垂直喷射入磁场，A、B两板间便产生电压．A、B板哪一个是发电机的正极________每个离子的速度为v，电量大小为q，稳定时，磁流体发电机的电动势E＝________
16．（2021·全国·高二单元测试）某同学用图甲所示装置测量磁场的磁感应强度。含有大量一价的正、负离子导电液体流过水平管道，管道长为l、宽为d、高为h，置于竖直向上的匀强磁场中。管道上下两面是绝缘板，两侧面M、N是电阻可忽略的导体板，两导体板与开关S、电阻箱R、灵敏电流表G（内阻为Rg）连接。管道内始终充满导电液体，忽略导电液体的电阻，液体以恒定速度v通过。闭合开关S，调节电阻箱的取值，记下相应的电流表读数。
（1）若侧面M导体板带正电，则液体通过管道的方向为___________（选填“自左向右”或“自右向左”）。
（2）如图乙所示为灵敏电流表G在某次指针所指的位置，其读数为___________μA。
（3）若某次电阻箱接入电路的阻值R与相应的电流表读数I，则磁感应强度B= ___________（用题中物理量字母I、R、Rg、d、v表示，且均为国际单位）。
三、解答题
17．（2021·全国·高二单元测试）水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P之间接入电动势为E的电源（不计内阻）。现垂直于导轨搁一根质量为m、电阻为R的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为θ且指向右上方，如图所示，问：
（1）当ab棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少？
（2）若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为多少？此时B的方向如何？
18．（2021·全国·高二单元测试）在以坐标原点O为圆心、半径为r的圆形区域内，存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，如图所示．一个不计重力的带电粒子从磁场边界与x轴的交点A处以速度v沿－x方向射入磁场，它恰好从磁场边界与y轴的交点C处沿＋y方向飞出。
（1）请判断该粒子带何种电荷，并求出其比荷；
（2）若磁场的方向和所在空间范围不变，而磁感应强度的大小变为B′，该粒子仍从A处以相同的速度射入磁场，但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角，求磁感应强度B′的大小；此次粒子在磁场中运动所用时间t是多少？
19．（2022·全国·高二单元测试）某高校拟采购一批实验器材，提高学生对电偏转和磁偏转研究的动手能力。其核心结构原理可简化为如图所示：、CD间的区域有竖直向上的匀强电场，在CD的右侧有一与CD相切于M点的圆形有界匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外。一带正电粒子自O点以水平初速度正对P点进入该电场后，从M点飞离电场进入磁场，再经磁场偏转后从N点射出磁场。已知O、P两点间的距离为d，P、M两点间的距离为，MN为圆形有界磁场的直径且长度为，粒子的质量为m、电荷量为q，粒子所受重力忽略不计，求：
（1）粒子从M点进入磁场时的速度v的大小；
（2）磁感应强度B的大小；
（3）粒子在磁场与在电场中运动的时间之比。
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参考答案：
1．A
2．C
3．C
4．A
5．D
6．B
7．C
8．A
9．C
10．A
11．C
12．C
13．
14． 金属棒由静止下滑过程中加速度是先减后增最后为零，速度是先增后减最后为零
15． B板 Bdv
16． 自左向右 160 （凡是满足这种关系式都可以）
17．（1），；（2），方向水平向右
18．（1）负电荷，；（2）B，
19．（1）；（2）；（3）
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