第一章安培力与洛伦兹力 单元巩固 （word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第一章安培力与洛伦兹力 单元巩固 （word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 1.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-18 19:32:13 | ||
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文档简介
第1章安培力与洛伦兹力巩固2021-2022学年高二下学期物理鲁科版（2019）选择性必修第二册
一、单选题
1．磁场对通电导线的作用力称为安培力，下列通电直导线所受安培力方向正确的是（ ）
A． B．
C． D．
2．一束带电粒子向M、N两金属极板运动。下列说法正确的是（ ）
A．正离子向M极偏转，负离子向N极偏转
B．正离子向N极偏转，负离子向M极偏转
C．正、负离子均向N极偏转
D．正、负离子均向M极偏转
3．仔细观察四幅图，你认为说法正确的是（ ）
①图（1）中是通电导线周围存在磁场的实验，这是物理学家法拉第通过实验首先发现
②图（2）中，标有“，”的电容器，极板上所带的电荷量最多为
③图（3）中的导电液体通电后在磁场中将会旋转，从上往下看做逆时针旋转
④图（4）是一只金属电阻温度计，其金属丝的电阻值随温度的升高而增大
A．③④ B．①② C．①③ D．②④
4．如图所示是一速度选择器，当粒子速度满足v0＝时，粒子沿图中虚线水平射出；若某一粒子以速度v射入该速度选择器后，运动轨迹为图中实线，则关于该粒子的说法正确的是（ ）
A．粒子射入的速度一定是v>
B．粒子射入的速度可能是v<
C．粒子射出时的速度一定大于射入速度
D．粒子射出时的速度一定小于射入速度
5．如图所示，一根导体棒用两根细线悬挂在匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B=0.2T，导体棒与磁场方向垂直，长度L=0.2m，导体棒质量m=0.014kg，其中向右的电流I=1A，重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是（ ）
A．该导体棒所受安培力大小为0.04N B．该导体棒所受安培力大小为0.02N
C．每根悬线的张力大小为0.07N D．每根悬线的张力大小为
6．许多物理定律和规律是在大量实验的基础上归纳总结出来的，有关下面四个实验装置，正确的是（ ）
A．奥斯特用装置（1）测量出了电子的电荷量
B．库仑利用装置（2）总结出了电荷间的相互作用规律
C．安培利用装置（3）发现了电流的磁效应
D．装置（4）中，在D形盒半径一定的情况下，粒子射出的最大速度与交流电源的电压大小有关
7．如图所示，某同学在平面直角坐标系中设置了一个“心”形图线，A点坐标为，C点坐标为，D点与C点关于y轴对称，为使带电粒子沿图线运动，该同学在x轴下方和上方添加了方向垂直纸面向里、磁感应强度大小分别为和的匀强磁场，在O点沿x轴放置很短的绝缘弹性板，粒子撞到板上时，竖直速度反向，水平速度不变。从A点沿与y轴正方向成角的方向向左以速度射入一带电荷量为、质量为m的粒子，不计粒子重力，经过一段时间粒子又回到A点。则与的比值应为（ ）
A． B． C． D．
8．如图所示，将一段裸铜导线弯成心形，A端与电池正极接触，P、Q端与负极相连的小磁铁良好接触．下列说法正确的是（ ）
A．仅根据裸铜线的转动方向和电池的正负极就能判断小磁铁的N、S极
B．从上向下看，裸铜导线在安培力作用下一定逆时针转动
C．如果磁铁吸附在电池负极的磁极调换一下，心形线框转动的方向不变
D．电池的输出功率等于线圈转动的机械功率
9．如图，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上（与纸面平行），磁场方向垂直于纸面向里。三个带正电的微粒a、b、c电荷量相等，质量分别为、、。已知在该区域内，a在纸面内做匀速圆周运动，b在纸面内向左做匀速直线运动，c在纸面内向右做匀速直线运动。下列选项正确的是（ ）
A． B． C． D．
10．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
11．如图所示，L1和L2为平行线，L1上方和L2下方都是垂直纸面向里的磁感应强度相同的匀强磁场，A、B两点都在L2线上，带电粒子从A点以初速度v与L2线成θ＝30°角斜向上射出，经过偏转后正好过B点，经过B点时速度方向也斜向上，不计粒子重力，下列说法中不正确的是（ ）
A．带电粒子一定带正电
B．带电粒子经过B点时的速度一定跟在A点的速度相同
C．若将带电粒子在A点时的初速度变大（方向不变）它仍能经过B点
D．若将带电粒子在A点时的初速度方向改为与L2线成60°角斜向上，它就不再经过B点
12．如图所示，两个横截面分别为圆和正方形，但磁感应强度均相同的匀强磁场，圆的直径D等于正方形的边长，两个电子以相同的速度分别飞入两个磁场区域，速度方向均与磁场方向垂直。进入圆形区域的电子速度方向对准了圆心，进入正方形区域的电子是沿一边的中心且垂直于边界线进入的，则（ ）
A．两个电子在磁场中运动的半径一定相同
B．两电子在磁场中运动的时间不可能相同
C．进入正方形区域的电子一定先飞离磁场
D．进入圆形区域的电子一定后飞离磁场
二、填空题
13．若v∥B，带电粒子以速度v做匀速直线运动，其所受洛伦兹力F＝______.
14．如图甲所示，一根长度L=0.5m的通电直导线垂直磁场方向竖直置于匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小B=2T，当导线通以I=0.5A的电流时，所受安培力大小F=________N，方向水平________（填“向左”或“向右”）；若仅将导线沿纸面顺时针旋转，如图乙所示，则导线所受安培力方向________（填“保持不变”或“发生改变”）．
15．如图所示，空间中存在着磁感应强度大小为0.5T，方向沿纸面向上且范围足够大的匀强磁场，长为1m的直导线垂直磁场放置．若通过导线的电流为1A，方向垂直纸面向里，则通电直导线所受安培力大小为______N，方向______（填“向左”或“向右”）；若只改变导线中的电流方向而其它条件不变，则直导线所受安培力方向与原来的安培力方向______（填“相同”或“相反”）。
16．质量为m，带电量为q的微粒，以速度v与水平方向成45°角进入匀强电场和匀强磁场同时存在的空间（如图所示），微粒在电场、磁场、重力场的共同作用下做匀速直线运动，则带电粒子运动方向为沿轨迹向_____，带电粒子带_______电；电场强度大小为__________，磁感应强度的大小为___________．
17．长为L的水平极板间有垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示．磁感应强度为B，板间离也为L，极板不带电．现有质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力)，从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，粒子的速度范围为______．
三、解答题
18．如图甲，坐标系xOy，x轴水平向右，y轴竖直向上，空间存在着磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直xOy平面向里，沿y轴存在一匀强电场(图中未画出）。一质量为M、长度为L的光滑绝缘杆CD，放置于y轴，杆的中点位置恰好与坐标原点O重合，现有一质量为m，带+q的小环套在杆的中点位置，恰好处于静止状态，重力加速度为g。
(1)求匀强电场的电场强度大小和方向；
(2)若杆以速度v沿+x方向匀速运动，求小环离开杆的上端C时的位置坐标；
(3)若t=0时刻撤去电场，同时有一外力F（未知）使杆沿+x方向平移，发现小环沿y方向运动的加速度ay随时间t变化如图乙（图中坐标值为已知量），t2时刻小环离开杆的上端C；请你写出杆沿+x方向运动时速度vx随时间L变化的关系式，并求出0~t2时间内外力F做的功。
19．在半导体离子注入工艺中，初速度可忽略、质量为m、电荷量为q的磷离子，经电压为U的电场加速后，垂直进入磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里、有一定宽度的匀强磁场区域，在磁场中转过θ=30°后从磁场右边界射出，如图所示。不计磷离子所受的重力，求磷离子在磁场中运动时的半径r和运动时间t。
20．如图所示，在平面直角坐标系xOy的第四象限内有一匀强电场，其场强大小为E，方向与x轴成30°角斜向上。一比荷为的带正电粒子从P点由静止出发，接着在x轴上Q点进入第一象限，通过磁感应强度大小为B的矩形匀强磁场区域（图中未画出）后，从坐标原点O沿y轴负方向离开磁场区域。若P、Q间距为L，粒子重力不计，试求：
（1）粒子到达Q点时的速度大小；
（2）Q点的坐标；
（3）矩形磁场区域的最小面积。
21．航空母舰作为大国重器，其形成有效战力的重要标志之一是其携带的舰载机形成战斗力，质量为m的舰载机模型，在水平直线跑道上由静止匀加速起飞，假定起飞过程中受到的平均阻力恒为舰载机所受重力的k倍，发动机牵引力恒为F，离开地面起飞时的速度为v，重力加速度为g。若舰载机起飞利用电磁弹射技术将大大缩短起飞距离，图为电磁弹射装置的原理简化示意图，与舰载机连接的金属块（图中未画出）可以沿两根足够长相互靠近且平行的导轨无摩擦滑动，使用前先给电容为C大容量电容器充电，弹射舰载机时，电容器释放储存的电能所产生的强大电流从一根导轨流入，经过金属块，再从另一根导轨流出；导轨中的强大电流形成的磁场使金属块受到磁场力而加速，从而推动舰载机起飞。
（1）求没使用弹射技术时，舰载机模型的加速度和起飞距离（离开地面前的运动距离）。
（2）已知电容器两端电压为U时储存的电能为。当电容器两端电压为时弹射上述舰载机模型，在电磁弹射装置与舰载机发动机同时工作的情况下，可使起飞距离缩短为x。若电容器释放电能的50%转化为金属块推动舰载机所做的功，舰载机发动机的牵引力F及受到的平均阻力不变，求完成此次弹射后电容器剩余的电能。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．B
3．A
4．B
5．A
6．B
7．D
8．A
9．A
10．D
11．A
12．A
13．0
14． 0.5 向左 发生改变
15． 0.5 向右 相反
16． 右上方 正
17．或
18．（1），方向为+y方向（2）（，）
（3）
19．，
20．（1）；（2）（，0）；（3）
21．（1）；（2）
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．磁场对通电导线的作用力称为安培力，下列通电直导线所受安培力方向正确的是（ ）
A． B．
C． D．
2．一束带电粒子向M、N两金属极板运动。下列说法正确的是（ ）
A．正离子向M极偏转，负离子向N极偏转
B．正离子向N极偏转，负离子向M极偏转
C．正、负离子均向N极偏转
D．正、负离子均向M极偏转
3．仔细观察四幅图，你认为说法正确的是（ ）
①图（1）中是通电导线周围存在磁场的实验，这是物理学家法拉第通过实验首先发现
②图（2）中，标有“，”的电容器，极板上所带的电荷量最多为
③图（3）中的导电液体通电后在磁场中将会旋转，从上往下看做逆时针旋转
④图（4）是一只金属电阻温度计，其金属丝的电阻值随温度的升高而增大
A．③④ B．①② C．①③ D．②④
4．如图所示是一速度选择器，当粒子速度满足v0＝时，粒子沿图中虚线水平射出；若某一粒子以速度v射入该速度选择器后，运动轨迹为图中实线，则关于该粒子的说法正确的是（ ）
A．粒子射入的速度一定是v>
B．粒子射入的速度可能是v<
C．粒子射出时的速度一定大于射入速度
D．粒子射出时的速度一定小于射入速度
5．如图所示，一根导体棒用两根细线悬挂在匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B=0.2T，导体棒与磁场方向垂直，长度L=0.2m，导体棒质量m=0.014kg，其中向右的电流I=1A，重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是（ ）
A．该导体棒所受安培力大小为0.04N B．该导体棒所受安培力大小为0.02N
C．每根悬线的张力大小为0.07N D．每根悬线的张力大小为
6．许多物理定律和规律是在大量实验的基础上归纳总结出来的，有关下面四个实验装置，正确的是（ ）
A．奥斯特用装置（1）测量出了电子的电荷量
B．库仑利用装置（2）总结出了电荷间的相互作用规律
C．安培利用装置（3）发现了电流的磁效应
D．装置（4）中，在D形盒半径一定的情况下，粒子射出的最大速度与交流电源的电压大小有关
7．如图所示，某同学在平面直角坐标系中设置了一个“心”形图线，A点坐标为，C点坐标为，D点与C点关于y轴对称，为使带电粒子沿图线运动，该同学在x轴下方和上方添加了方向垂直纸面向里、磁感应强度大小分别为和的匀强磁场，在O点沿x轴放置很短的绝缘弹性板，粒子撞到板上时，竖直速度反向，水平速度不变。从A点沿与y轴正方向成角的方向向左以速度射入一带电荷量为、质量为m的粒子，不计粒子重力，经过一段时间粒子又回到A点。则与的比值应为（ ）
A． B． C． D．
8．如图所示，将一段裸铜导线弯成心形，A端与电池正极接触，P、Q端与负极相连的小磁铁良好接触．下列说法正确的是（ ）
A．仅根据裸铜线的转动方向和电池的正负极就能判断小磁铁的N、S极
B．从上向下看，裸铜导线在安培力作用下一定逆时针转动
C．如果磁铁吸附在电池负极的磁极调换一下，心形线框转动的方向不变
D．电池的输出功率等于线圈转动的机械功率
9．如图，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上（与纸面平行），磁场方向垂直于纸面向里。三个带正电的微粒a、b、c电荷量相等，质量分别为、、。已知在该区域内，a在纸面内做匀速圆周运动，b在纸面内向左做匀速直线运动，c在纸面内向右做匀速直线运动。下列选项正确的是（ ）
A． B． C． D．
10．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
11．如图所示，L1和L2为平行线，L1上方和L2下方都是垂直纸面向里的磁感应强度相同的匀强磁场，A、B两点都在L2线上，带电粒子从A点以初速度v与L2线成θ＝30°角斜向上射出，经过偏转后正好过B点，经过B点时速度方向也斜向上，不计粒子重力，下列说法中不正确的是（ ）
A．带电粒子一定带正电
B．带电粒子经过B点时的速度一定跟在A点的速度相同
C．若将带电粒子在A点时的初速度变大（方向不变）它仍能经过B点
D．若将带电粒子在A点时的初速度方向改为与L2线成60°角斜向上，它就不再经过B点
12．如图所示，两个横截面分别为圆和正方形，但磁感应强度均相同的匀强磁场，圆的直径D等于正方形的边长，两个电子以相同的速度分别飞入两个磁场区域，速度方向均与磁场方向垂直。进入圆形区域的电子速度方向对准了圆心，进入正方形区域的电子是沿一边的中心且垂直于边界线进入的，则（ ）
A．两个电子在磁场中运动的半径一定相同
B．两电子在磁场中运动的时间不可能相同
C．进入正方形区域的电子一定先飞离磁场
D．进入圆形区域的电子一定后飞离磁场
二、填空题
13．若v∥B，带电粒子以速度v做匀速直线运动，其所受洛伦兹力F＝______.
14．如图甲所示，一根长度L=0.5m的通电直导线垂直磁场方向竖直置于匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小B=2T，当导线通以I=0.5A的电流时，所受安培力大小F=________N，方向水平________（填“向左”或“向右”）；若仅将导线沿纸面顺时针旋转，如图乙所示，则导线所受安培力方向________（填“保持不变”或“发生改变”）．
15．如图所示，空间中存在着磁感应强度大小为0.5T，方向沿纸面向上且范围足够大的匀强磁场，长为1m的直导线垂直磁场放置．若通过导线的电流为1A，方向垂直纸面向里，则通电直导线所受安培力大小为______N，方向______（填“向左”或“向右”）；若只改变导线中的电流方向而其它条件不变，则直导线所受安培力方向与原来的安培力方向______（填“相同”或“相反”）。
16．质量为m，带电量为q的微粒，以速度v与水平方向成45°角进入匀强电场和匀强磁场同时存在的空间（如图所示），微粒在电场、磁场、重力场的共同作用下做匀速直线运动，则带电粒子运动方向为沿轨迹向_____，带电粒子带_______电；电场强度大小为__________，磁感应强度的大小为___________．
17．长为L的水平极板间有垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示．磁感应强度为B，板间离也为L，极板不带电．现有质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力)，从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，粒子的速度范围为______．
三、解答题
18．如图甲，坐标系xOy，x轴水平向右，y轴竖直向上，空间存在着磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直xOy平面向里，沿y轴存在一匀强电场(图中未画出）。一质量为M、长度为L的光滑绝缘杆CD，放置于y轴，杆的中点位置恰好与坐标原点O重合，现有一质量为m，带+q的小环套在杆的中点位置，恰好处于静止状态，重力加速度为g。
(1)求匀强电场的电场强度大小和方向；
(2)若杆以速度v沿+x方向匀速运动，求小环离开杆的上端C时的位置坐标；
(3)若t=0时刻撤去电场，同时有一外力F（未知）使杆沿+x方向平移，发现小环沿y方向运动的加速度ay随时间t变化如图乙（图中坐标值为已知量），t2时刻小环离开杆的上端C；请你写出杆沿+x方向运动时速度vx随时间L变化的关系式，并求出0~t2时间内外力F做的功。
19．在半导体离子注入工艺中，初速度可忽略、质量为m、电荷量为q的磷离子，经电压为U的电场加速后，垂直进入磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里、有一定宽度的匀强磁场区域，在磁场中转过θ=30°后从磁场右边界射出，如图所示。不计磷离子所受的重力，求磷离子在磁场中运动时的半径r和运动时间t。
20．如图所示，在平面直角坐标系xOy的第四象限内有一匀强电场，其场强大小为E，方向与x轴成30°角斜向上。一比荷为的带正电粒子从P点由静止出发，接着在x轴上Q点进入第一象限，通过磁感应强度大小为B的矩形匀强磁场区域（图中未画出）后，从坐标原点O沿y轴负方向离开磁场区域。若P、Q间距为L，粒子重力不计，试求：
（1）粒子到达Q点时的速度大小；
（2）Q点的坐标；
（3）矩形磁场区域的最小面积。
21．航空母舰作为大国重器，其形成有效战力的重要标志之一是其携带的舰载机形成战斗力，质量为m的舰载机模型，在水平直线跑道上由静止匀加速起飞，假定起飞过程中受到的平均阻力恒为舰载机所受重力的k倍，发动机牵引力恒为F，离开地面起飞时的速度为v，重力加速度为g。若舰载机起飞利用电磁弹射技术将大大缩短起飞距离，图为电磁弹射装置的原理简化示意图，与舰载机连接的金属块（图中未画出）可以沿两根足够长相互靠近且平行的导轨无摩擦滑动，使用前先给电容为C大容量电容器充电，弹射舰载机时，电容器释放储存的电能所产生的强大电流从一根导轨流入，经过金属块，再从另一根导轨流出；导轨中的强大电流形成的磁场使金属块受到磁场力而加速，从而推动舰载机起飞。
（1）求没使用弹射技术时，舰载机模型的加速度和起飞距离（离开地面前的运动距离）。
（2）已知电容器两端电压为U时储存的电能为。当电容器两端电压为时弹射上述舰载机模型，在电磁弹射装置与舰载机发动机同时工作的情况下，可使起飞距离缩短为x。若电容器释放电能的50%转化为金属块推动舰载机所做的功，舰载机发动机的牵引力F及受到的平均阻力不变，求完成此次弹射后电容器剩余的电能。
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参考答案：
1．B
2．B
3．A
4．B
5．A
6．B
7．D
8．A
9．A
10．D
11．A
12．A
13．0
14． 0.5 向左 发生改变
15． 0.5 向右 相反
16． 右上方 正
17．或
18．（1），方向为+y方向（2）（，）
（3）
19．，
20．（1）；（2）（，0）；（3）
21．（1）；（2）
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