第一章 安培力与洛伦兹力 单元综合过关测试卷（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第一章 安培力与洛伦兹力 单元综合过关测试卷（Word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 659.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-19 10:54:35 | ||
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文档简介
第1章 安培力与洛伦兹力 单元综合过关测试卷
一、单选题
1．（2022·安徽·马鞍山市第二中学博望分校高二期末）如图所示，水平面内有相距为l=0.5m的两平行固定金属导轨，导轨左端接有电动势E=4V、内阻r=1Ω的电源，金属棒ab跨接在金属导轨上，与两金属导轨垂直并与导轨接触良好，棒ab接入电路部分的电阻R=1Ω，金属导轨电阻不计。整个装置处于磁感应强度大小B=1T的匀强磁场中，磁场方向与棒ab垂直且与水平面成角斜向右上方，棒ab始终静止于导轨上。下列说法正确的是（ ）
A．棒ab所受摩擦力水平向左
B．棒ab所受安培力大小为1N
C．通过棒ab的电流为3A
D．棒ab所受摩擦力大小为N
2．（2022·辽宁·本溪市第二高级中学高二期末）倾角为θ的光滑固定斜面体处于竖直向下的匀强磁场中，在斜面上有一根长为L、质量为m的导线，导线与磁场垂直，导线中电流为I，方向如图所示，导线恰能保持静止，重力加速度为g。则磁感应强度B的大小为（ ）
A． B． C． D．
3．（2022·云南·玉溪市民族中学高二开学考试）霍尔元件是一种应用霍尔效应的磁传感器，广泛应用于各领域，如在某款手机中，常用霍尔元件来控制开启或关闭运行程序。如图所示是一霍尔元件的示意图，磁场方向垂直霍尔元件工作面，霍尔元件宽为d（M，N间距离），厚为h（图中上下面间距离），当通以图示方向电流时，MN两端将出现电压UMN，则（ ）
A．M、N两端电压UMN仅与磁感应强度B有关
B．若霍尔元件的载流子是自由电子，则MN两端电压UMN<0
C．若增大h，则MN两端电压UMN一定增大
D．通过控制磁感应强度B可以改变MN两端电压UMN
4．（2022·湖北·高二阶段练习）速度选择器能把具有某一特定速度的粒子选择出来，也是质谱仪的重要组成部分。如图所示，速度选择器内磁感应强度大小为B1，电场强度大小为E，一个带电粒子沿直线通过了速度选择器，然后从竖直挡板上的小孔O进入边长为L的正方形虚线框MNPQ内，虚线框内分布着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B2，粒子从Q点离开磁场，轨迹如图所示，O点位于正方形M边的中点，不计重力。则该粒子的比荷为（ ）
A． B． C． D．
5．（2022·河北·高三学业考试）如图所示为长度相同、平行硬通电直导线a、b的截面图，a导线固定在O点正下方的地面上，b导线通过绝缘细线悬挂于O点，已知，a导线通以垂直纸面向里的恒定电流，b导线通过细软导线与电源相连（忽略b与细软导线之间的相互作用力）。开始时，b导线静止于实线位置，Ob与竖直方向夹角为，将b中的电流缓慢增加，b缓慢移动到虚线位置再次静止，虚线与Ob夹角为（）。通电直导线的粗细可忽略不计，b导线移动过程中两导线始终保持平行。已知通电长直导线周围的磁感应强度大小的计算公式为，式中I为导线上的电流大小，r为某点距导线的距离，k是常数。重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．b中的电流方向为重直纸面向里，
B．b在实线位置时和在虚线位置时，其电流强度之比为1：4
C．b缓慢移动的过程中，细线对b的拉力逐渐变大
D．若在虚线位置将b中电路突然切断，则该瞬间b的加速度为
6．（2022·河南·许昌市普通教育教学研究室高二期末）用如图所示的装置可以测量匀强磁场的磁感应强度。轻绳跨过光滑定滑轮，左边挂一物体，右方轻绳下面有一轻质绝缘挂钩，挂钩处有水平方向向里的匀强磁场。将一个通电矩形线圈挂在右方下面的轻钩上，线圈中的电流方向如图所示，整体处于平衡状态（线圈下边成水平状态）。下列说法正确的是（ ）
A．线圈质量和物体的质量相等
B．线圈所受的安培力方向竖直向下
C．若磁场突然反向，其它条件不变，线圈将向上运动
D．若线圈中的电流突然反向，其它条件不变，线圈将向下运动
二、多选题
7．（2022·云南·昆明市第一中学西山学校高三阶段练习）图甲为某环保监测站所使用的一种污水流量计，其原理可以简化为如图乙所示模型：废液内含有大量正、负离子，从直径为d的圆柱形容器右侧流入，左侧流出，流量值Q等于单位时间通过横截面的液体的体积。空间有垂直纸面向里的、磁感应强度为B的匀强磁场，当稳定时，M、N两点间的电压大小为U。下列说法正确的是（ ）
A．M点电势比N点电势低
B．污水的流速为
C．若污水流量减小，可增大空间磁感应强度B的大小保证M、N间电势差不变
D．污水流量计也可以用于测量不带电的液体的流速
8．（2022·全国·高三专题练习）“巴罗轮”的示意图如图所示，下边缘浸入水银槽中的铝盘置于蹄形磁铁的磁场中，可绕转轴转动。当转轴、水银槽分别与电源的正负极相连时，铝盘开始转动，下列说法中正确的是（ ）
A．铝盘绕顺时针方向转动
B．只改变磁场方向，铝盘的转动方向改变
C．只改变电流方向，铝盘的转动方向改变
D．同时改变磁场方向与电流方向，铝盘的转动方向不变
9．（2022·河北·高三学业考试）如图所示，圆形匀强磁场区域的半径为R，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里。一电荷量为、质量为m的粒子沿平行于直径ab的方向从该磁场边界射入磁场区域，射入点到ab的距离为，已知粒子的初速度为，不计粒子重力，则下列说法正确的是（ ）
A．粒子在磁场中的运动时间为
B．若将粒子射入点移动到a位置，粒子射出磁场的位置不变
C．若将磁场的磁感应强度增大为，粒子离开磁场的位置到ab的距离为
D．若将磁场的磁感应强度增大为，粒子在磁场中的运动时间为
10．（2022·黑龙江·铁人中学高二开学考试）如图所示的圆形区域内有匀强磁场，方向垂直于纸面向里，有一束速率各不相同的质子自A点沿半径方向射入磁场，这些质子在磁场中（ ）
A．运动时间越长，其轨迹对应的弦长越小
B．运动时间越长，其轨迹越长
C．运动时间越短，射出磁场区域时的速度越小
D．运动时间越短，射出磁场区域时速度的偏转角越小
11．（2022·河南·内黄县第四高级中学高二期末）如图所示，在粗糙绝缘的水平面上方有水平向右的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场。带正电的小球从水平面上点以初速度开始向右运动，到达点时速度为零。设带电小球质量为、电量为，电场强度大小为，磁感应强度大小为，小球与水平面间的动摩擦因数为，，重力加速度为。则关于这一过程下列说法正确的是（ ）
A．在点的加速度大小是
B．小球运动的加速度逐渐减小
C．因摩擦产生的热能等于
D．电场力做的功为
三、填空题
12．（2021·湖南·高二学业考试）根长2m的直导线，通有0.6A的电流，全部置于磁感应强度为0.1T的匀强磁场中。如果直导线与磁场的方向垂直，则其所受的安培力大小为_______N；如果直导线与磁场的方向平行，则其所受的安培力大小为_______；
13．（2021·辽宁朝阳·模拟预测）如图所示为质谱仪的原理图，某同学欲使用该装置测量某带正电粒子的比荷。粒子从静止开始经过电势差为U的加速电场后，进入速度选择器，选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度大小为，磁场方向如图，匀强电场的场强为E。带电粒子能够沿直线穿过速度选择器，从G点既垂直直线又垂直于磁场的方向射入偏转磁场。偏转磁场是一个以直线为边界、方向垂直纸面向外的匀强磁场。带电粒子经偏转磁场后，最终到达照相底片的H点。已知偏转磁场的磁感应强度为，带电粒子的重力可忽略不计。
(1)为保证粒子在速度选择器中做直线运动，速度选择器a板需与电源___________（选填“正极”或“负极”）相连，b板需与电源___________（选填“正极”或“负极”）相连。
(2)射入偏转磁场粒子的速度为___________（用题目所给物理量字母表示）。
(3)为了测定粒子比荷，除了题目所给物理量，还需测量___________。
14．（2021·上海·复旦附中高三期中）实验证明：通电长直导线周围磁场的磁感应强度大小为，式中常量，I为电流强度，r为距导线的距离。在水平长直导线MN正下方，有一矩形线圈abcd通以逆时针方向的恒定电流，被两根轻质绝缘细线静止地悬挂着，如图所示。开始时MN内不通电流，此时两细线内的张力均为；当MN通以强度为电流时，两细线内的张力均减小为；当MN内电流强度大小变为时，两细线内的张力均增大为。则电流的大小为________A；当MN内的电流强度为时两细线恰好同时断裂，则在此断裂的瞬间线圈的加速度大小为________g。（g为重力加速度）
四、解答题
15．（2022届陕西省汉中市高三（下）教学质量第一次检测考试物理试题）如图所示，竖直平面内有一个半径为R的光滑圆轨道，另外空间有一平行于圆周平面水平方向的匀强电场，一质量为m，带电量为q的正电小球（可视为质点）从最低点A点以一定初速度在圆轨道内侧开始运动，已知小球运动到点时动能最大，此时OM与OD的夹角为30°，重力加速度为g。求：
（1）电场强度E的大小为多少
（2）要使小球做完整的圆周运动，的取值范围。
16．（2022·山东菏泽·一模）如图所示的虚线为正三角形，在正三角形区域的外侧存在垂直纸面向里的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度大小为B，d、e为ab边上的点，，，一重力不计的带负电的粒子（粒子的比荷为k），由e点垂直ab以初速度kBL进入磁场。求：
（1）粒子从射入磁场后到第二次回到ab边所用的时间；
（2）粒子从射入磁场后到第一次以相同的速度回到e点所用的时间；
（3）粒子第一次以相同的速度回到e点瞬间，正三角形区域外侧变成竖直向上的电场，粒子经过在cb延长线上的p点（图中未画出），bp长为2.5L，求电场强度E。
17．（2022·福建福州·高三阶段练习）竖直平面内有如图所示的直角坐标系xOy，第一象限内有水平向左，大小相等的匀强电场；第三、四象限有磁感应强度大小为B，方向垂直坐标平面向里的匀强磁场。在y轴P点的水平绝缘光滑的小支架上静止放置一质量m、带电量为＋q的绝缘小球b（恰好在电场边界外一点），另一与小球b一样大、质量为m、带电量也为＋q的绝缘小球a，从x轴的Q点，垂直于x轴以速度v0竖直向上射入第一象限，运动一段时间后以速度v0沿x轴负方向与小球b发生弹性正碰（碰撞时间极短）；小球b过一段时间从M点进入第三象限的磁场区域。不计两球之间的库仑力和空气阻力，重力加速度为g。求：
（1）电场强度的大小E；
（2）P点和M点的位置坐标；
（3）若 ，小球b第一次在磁场中运动离x轴最远距离hm和最大速度vm。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．C
3．D
4．C
5．D
6．D
7．AC
8．BCD
9．BC
10．AD
11．BD
12． 0.12 0
13． 正极 负极 长度
14． 1 2
15．（1）；（2）
16．（1）；（2）；（3）
17．（1）；（2）(0，)，（，0）；（3），
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．（2022·安徽·马鞍山市第二中学博望分校高二期末）如图所示，水平面内有相距为l=0.5m的两平行固定金属导轨，导轨左端接有电动势E=4V、内阻r=1Ω的电源，金属棒ab跨接在金属导轨上，与两金属导轨垂直并与导轨接触良好，棒ab接入电路部分的电阻R=1Ω，金属导轨电阻不计。整个装置处于磁感应强度大小B=1T的匀强磁场中，磁场方向与棒ab垂直且与水平面成角斜向右上方，棒ab始终静止于导轨上。下列说法正确的是（ ）
A．棒ab所受摩擦力水平向左
B．棒ab所受安培力大小为1N
C．通过棒ab的电流为3A
D．棒ab所受摩擦力大小为N
2．（2022·辽宁·本溪市第二高级中学高二期末）倾角为θ的光滑固定斜面体处于竖直向下的匀强磁场中，在斜面上有一根长为L、质量为m的导线，导线与磁场垂直，导线中电流为I，方向如图所示，导线恰能保持静止，重力加速度为g。则磁感应强度B的大小为（ ）
A． B． C． D．
3．（2022·云南·玉溪市民族中学高二开学考试）霍尔元件是一种应用霍尔效应的磁传感器，广泛应用于各领域，如在某款手机中，常用霍尔元件来控制开启或关闭运行程序。如图所示是一霍尔元件的示意图，磁场方向垂直霍尔元件工作面，霍尔元件宽为d（M，N间距离），厚为h（图中上下面间距离），当通以图示方向电流时，MN两端将出现电压UMN，则（ ）
A．M、N两端电压UMN仅与磁感应强度B有关
B．若霍尔元件的载流子是自由电子，则MN两端电压UMN<0
C．若增大h，则MN两端电压UMN一定增大
D．通过控制磁感应强度B可以改变MN两端电压UMN
4．（2022·湖北·高二阶段练习）速度选择器能把具有某一特定速度的粒子选择出来，也是质谱仪的重要组成部分。如图所示，速度选择器内磁感应强度大小为B1，电场强度大小为E，一个带电粒子沿直线通过了速度选择器，然后从竖直挡板上的小孔O进入边长为L的正方形虚线框MNPQ内，虚线框内分布着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B2，粒子从Q点离开磁场，轨迹如图所示，O点位于正方形M边的中点，不计重力。则该粒子的比荷为（ ）
A． B． C． D．
5．（2022·河北·高三学业考试）如图所示为长度相同、平行硬通电直导线a、b的截面图，a导线固定在O点正下方的地面上，b导线通过绝缘细线悬挂于O点，已知，a导线通以垂直纸面向里的恒定电流，b导线通过细软导线与电源相连（忽略b与细软导线之间的相互作用力）。开始时，b导线静止于实线位置，Ob与竖直方向夹角为，将b中的电流缓慢增加，b缓慢移动到虚线位置再次静止，虚线与Ob夹角为（）。通电直导线的粗细可忽略不计，b导线移动过程中两导线始终保持平行。已知通电长直导线周围的磁感应强度大小的计算公式为，式中I为导线上的电流大小，r为某点距导线的距离，k是常数。重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．b中的电流方向为重直纸面向里，
B．b在实线位置时和在虚线位置时，其电流强度之比为1：4
C．b缓慢移动的过程中，细线对b的拉力逐渐变大
D．若在虚线位置将b中电路突然切断，则该瞬间b的加速度为
6．（2022·河南·许昌市普通教育教学研究室高二期末）用如图所示的装置可以测量匀强磁场的磁感应强度。轻绳跨过光滑定滑轮，左边挂一物体，右方轻绳下面有一轻质绝缘挂钩，挂钩处有水平方向向里的匀强磁场。将一个通电矩形线圈挂在右方下面的轻钩上，线圈中的电流方向如图所示，整体处于平衡状态（线圈下边成水平状态）。下列说法正确的是（ ）
A．线圈质量和物体的质量相等
B．线圈所受的安培力方向竖直向下
C．若磁场突然反向，其它条件不变，线圈将向上运动
D．若线圈中的电流突然反向，其它条件不变，线圈将向下运动
二、多选题
7．（2022·云南·昆明市第一中学西山学校高三阶段练习）图甲为某环保监测站所使用的一种污水流量计，其原理可以简化为如图乙所示模型：废液内含有大量正、负离子，从直径为d的圆柱形容器右侧流入，左侧流出，流量值Q等于单位时间通过横截面的液体的体积。空间有垂直纸面向里的、磁感应强度为B的匀强磁场，当稳定时，M、N两点间的电压大小为U。下列说法正确的是（ ）
A．M点电势比N点电势低
B．污水的流速为
C．若污水流量减小，可增大空间磁感应强度B的大小保证M、N间电势差不变
D．污水流量计也可以用于测量不带电的液体的流速
8．（2022·全国·高三专题练习）“巴罗轮”的示意图如图所示，下边缘浸入水银槽中的铝盘置于蹄形磁铁的磁场中，可绕转轴转动。当转轴、水银槽分别与电源的正负极相连时，铝盘开始转动，下列说法中正确的是（ ）
A．铝盘绕顺时针方向转动
B．只改变磁场方向，铝盘的转动方向改变
C．只改变电流方向，铝盘的转动方向改变
D．同时改变磁场方向与电流方向，铝盘的转动方向不变
9．（2022·河北·高三学业考试）如图所示，圆形匀强磁场区域的半径为R，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里。一电荷量为、质量为m的粒子沿平行于直径ab的方向从该磁场边界射入磁场区域，射入点到ab的距离为，已知粒子的初速度为，不计粒子重力，则下列说法正确的是（ ）
A．粒子在磁场中的运动时间为
B．若将粒子射入点移动到a位置，粒子射出磁场的位置不变
C．若将磁场的磁感应强度增大为，粒子离开磁场的位置到ab的距离为
D．若将磁场的磁感应强度增大为，粒子在磁场中的运动时间为
10．（2022·黑龙江·铁人中学高二开学考试）如图所示的圆形区域内有匀强磁场，方向垂直于纸面向里，有一束速率各不相同的质子自A点沿半径方向射入磁场，这些质子在磁场中（ ）
A．运动时间越长，其轨迹对应的弦长越小
B．运动时间越长，其轨迹越长
C．运动时间越短，射出磁场区域时的速度越小
D．运动时间越短，射出磁场区域时速度的偏转角越小
11．（2022·河南·内黄县第四高级中学高二期末）如图所示，在粗糙绝缘的水平面上方有水平向右的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场。带正电的小球从水平面上点以初速度开始向右运动，到达点时速度为零。设带电小球质量为、电量为，电场强度大小为，磁感应强度大小为，小球与水平面间的动摩擦因数为，，重力加速度为。则关于这一过程下列说法正确的是（ ）
A．在点的加速度大小是
B．小球运动的加速度逐渐减小
C．因摩擦产生的热能等于
D．电场力做的功为
三、填空题
12．（2021·湖南·高二学业考试）根长2m的直导线，通有0.6A的电流，全部置于磁感应强度为0.1T的匀强磁场中。如果直导线与磁场的方向垂直，则其所受的安培力大小为_______N；如果直导线与磁场的方向平行，则其所受的安培力大小为_______；
13．（2021·辽宁朝阳·模拟预测）如图所示为质谱仪的原理图，某同学欲使用该装置测量某带正电粒子的比荷。粒子从静止开始经过电势差为U的加速电场后，进入速度选择器，选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度大小为，磁场方向如图，匀强电场的场强为E。带电粒子能够沿直线穿过速度选择器，从G点既垂直直线又垂直于磁场的方向射入偏转磁场。偏转磁场是一个以直线为边界、方向垂直纸面向外的匀强磁场。带电粒子经偏转磁场后，最终到达照相底片的H点。已知偏转磁场的磁感应强度为，带电粒子的重力可忽略不计。
(1)为保证粒子在速度选择器中做直线运动，速度选择器a板需与电源___________（选填“正极”或“负极”）相连，b板需与电源___________（选填“正极”或“负极”）相连。
(2)射入偏转磁场粒子的速度为___________（用题目所给物理量字母表示）。
(3)为了测定粒子比荷，除了题目所给物理量，还需测量___________。
14．（2021·上海·复旦附中高三期中）实验证明：通电长直导线周围磁场的磁感应强度大小为，式中常量，I为电流强度，r为距导线的距离。在水平长直导线MN正下方，有一矩形线圈abcd通以逆时针方向的恒定电流，被两根轻质绝缘细线静止地悬挂着，如图所示。开始时MN内不通电流，此时两细线内的张力均为；当MN通以强度为电流时，两细线内的张力均减小为；当MN内电流强度大小变为时，两细线内的张力均增大为。则电流的大小为________A；当MN内的电流强度为时两细线恰好同时断裂，则在此断裂的瞬间线圈的加速度大小为________g。（g为重力加速度）
四、解答题
15．（2022届陕西省汉中市高三（下）教学质量第一次检测考试物理试题）如图所示，竖直平面内有一个半径为R的光滑圆轨道，另外空间有一平行于圆周平面水平方向的匀强电场，一质量为m，带电量为q的正电小球（可视为质点）从最低点A点以一定初速度在圆轨道内侧开始运动，已知小球运动到点时动能最大，此时OM与OD的夹角为30°，重力加速度为g。求：
（1）电场强度E的大小为多少
（2）要使小球做完整的圆周运动，的取值范围。
16．（2022·山东菏泽·一模）如图所示的虚线为正三角形，在正三角形区域的外侧存在垂直纸面向里的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度大小为B，d、e为ab边上的点，，，一重力不计的带负电的粒子（粒子的比荷为k），由e点垂直ab以初速度kBL进入磁场。求：
（1）粒子从射入磁场后到第二次回到ab边所用的时间；
（2）粒子从射入磁场后到第一次以相同的速度回到e点所用的时间；
（3）粒子第一次以相同的速度回到e点瞬间，正三角形区域外侧变成竖直向上的电场，粒子经过在cb延长线上的p点（图中未画出），bp长为2.5L，求电场强度E。
17．（2022·福建福州·高三阶段练习）竖直平面内有如图所示的直角坐标系xOy，第一象限内有水平向左，大小相等的匀强电场；第三、四象限有磁感应强度大小为B，方向垂直坐标平面向里的匀强磁场。在y轴P点的水平绝缘光滑的小支架上静止放置一质量m、带电量为＋q的绝缘小球b（恰好在电场边界外一点），另一与小球b一样大、质量为m、带电量也为＋q的绝缘小球a，从x轴的Q点，垂直于x轴以速度v0竖直向上射入第一象限，运动一段时间后以速度v0沿x轴负方向与小球b发生弹性正碰（碰撞时间极短）；小球b过一段时间从M点进入第三象限的磁场区域。不计两球之间的库仑力和空气阻力，重力加速度为g。求：
（1）电场强度的大小E；
（2）P点和M点的位置坐标；
（3）若 ，小球b第一次在磁场中运动离x轴最远距离hm和最大速度vm。
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参考答案：
1．B
2．C
3．D
4．C
5．D
6．D
7．AC
8．BCD
9．BC
10．AD
11．BD
12． 0.12 0
13． 正极 负极 长度
14． 1 2
15．（1）；（2）
16．（1）；（2）；（3）
17．（1）；（2）(0，)，（，0）；（3），
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