第一章 安培力与洛伦兹力 章末过关训练 （word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第一章 安培力与洛伦兹力 章末过关训练 （word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 621.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-24 09:54:37 | ||
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文档简介
第1章 安培力与洛伦兹力 章末过关训练
一、单选题
1．（2022·广东广州·一模）如图，虚线内有垂直纸面的匀强磁场，是半圆，圆心是O，半径为r，，现有一质量为m、电荷量为的离子，以速度v沿半径射入磁场，从边垂直边界离开磁场，则（ ）
A．离子做圆周运动的半径为 B．离子离开磁场时距b点为
C．虚线内的磁感应强度大小为 D．离子在磁场中的运动时间为
2．（2022·湖北武汉·高二期末）如图所示，匀强磁场限定在一个圆形区域内，磁感应强度大小为B，一个质量为m，电荷量为q，初速度大小为v的带电粒子沿磁场区域的直径方向从P点射入磁场，从Q点沿半径方向射出磁场，粒子射出磁场时的速度方向与射入磁场时相比偏转了角，忽略重力及粒子间的相互作用力，下列说法正确的是（ ）
A．粒子带负电
B．粒子在磁场中运动的轨迹长度为
C．粒子在磁场中运动的时间为
D．圆形磁场区域的半径为
3．（2022·江苏·扬州中学高三阶段练习）如图所示，一内壁光滑、上端开口下端封闭的绝缘玻璃管竖直放置，高为h，管底有质量为m、电荷量为+q的小球，玻璃管以速度v沿垂直于磁场方向进入磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中。在外力作用下，玻璃管在磁场中运动速度保持不变，小球最终从上端管口飞出，在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．洛伦兹力对小球做正功
B．小球运动的加速度逐渐增大
C．小球机械能的增加量等于qvBh
D．玻璃管运动速度越大，小球在玻璃管中的运动时间越长
4．（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
5．（2022·河北·高三专题练习）如图所示，直角三角形ABC内（包括边界）存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，，，两带异种电荷的粒子以相同的速度沿BO方向射入磁场，偏向左边的粒子恰好没有从AB边射出磁场，偏向右边的粒子恰好垂直BC边射出磁场，忽略粒子重力和粒子间的相互作用，则正、负粒子的比荷之比为（ ）
A．1：2 B． C．1：1 D．2：1
6．（2022·福建省建瓯市芝华中学高二阶段练习）如图所示，在第一象限内存在着垂直纸面向里的匀强磁场。一质子从P点垂直磁场射入，射入时速度方向与x轴夹角为60°，质子从y轴上离开磁场时速度方向与y轴垂直。已知质子电荷量为e、质量为m，磁场磁感应强度大小为B，P点的坐标为，则（ ）
A．质子在磁场中运动的轨迹圆的圆心的坐标为
B．质子在磁场中运动的轨迹圆的半径
C．质子射入速度大小为
D．质子在磁场中运动的时间为
二、多选题
7．（2022·湖北武汉·高二期末）如图物体带正电，与斜面的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，斜面足够长且所在空间均有图示方向的匀强磁场。现给物体一个沿斜面向上的初速度，使物体沿斜面向上运动且不离开斜面。下列说法正确的是（ ）
A．物体最终会静止在斜面上
B．物体向上运动时加速度越来越大
C．物体最终可能沿斜面匀速向上运动
D．物体最终会沿斜面匀速向下运动
8．（2022·河北保定·高二期末）如图所示，一半径为R的光滑绝缘圆弧轨道固定在竖直平面内，其底端与粗糙绝缘水平面相切，整个轨道处在垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。现将质量为m的带电金属小球从圆弧顶端由静止释放，当其通过圆弧轨道最低点进入粗糙水平面后，其速度保持不变。已知重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A．小球一定带正电
B．小球一定带负电
C．小球所带电荷量的绝对值为
D．小球所带电荷量的绝对值为
9．（2022·陕西·大荔县教学研究室高二期末）示波管应用的是电子在电场中的偏转规律，而电视显像管却是应用电子在磁场中偏转规律。图甲是电视显像管的原理示意图，偏转线圈用来产生磁场。电子的偏转随磁场的强弱和方向变化而变化。图乙中，垂直纸面向里的匀强磁场只存在于圆形区域内，磁感应强度为B。电子以速度为v沿方向射入磁场中，偏转后从C点射出。已知电子质量为m，带电荷量为e，，则（ ）
A．电子经过磁场的时间为 B．电子经过磁场的时间为
C．磁场区域圆的半径R为 D．磁场区域圆的半径R为
10．（2022·全国·高三专题练习）利用海流发电的磁流体发电机原理示意图如图所示，矩形发电管道水平东西放置，整个管道置于方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。其上、下两面是绝缘板，南、北两侧面M、N是电阻可忽略的导体板，两导体板与开关S和定值电阻R相连。已知发电管道长为L、宽为d、高为h，海水在发电管道内以恒定速率v朝正东方向流动。发电管道内的海水在垂直流动方向的电阻为r，海水在管道内流动时受到的摩擦阻力大小恒为f，不计地磁场的影响，则（ ）
A．N侧的电势高
B．开关S断开时，M、N两端的电压为Bdv
C．开关S闭合时，发电管道进、出口两端压力差
D．开关S闭合时，电阻R上的功率为
11．（2022·湖南·二模）半径为R的半圆形区域内有方向垂直于纸面向外的匀强磁场。不计重力的a、b两粒子从圆周上的P点沿着半径方向射入磁场，分别从A、B两点离开磁场，运动轨迹如图所示。已知a、b两粒子进入磁场时的速率之比为1：2，AOB为直径，。下列说法正确（ ）
A．a粒子带正电，b粒子带负电
B．a、b两粒子的比荷之比为3：2
C．a、b两粒子在磁场中运动时间之比为2：1
D．a、b两粒子的轨道半径之比为1：3
三、填空题
12．（2021·山东·寿光现代中学高二开学考试）汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，电子射线管的阴极A能够发射电子，电子束在A、B两极之间电场力的作用下从阴极飞向阳极。
(1)图甲中，把电子射线管放在蹄形磁铁的两极之间，可以观察到电子束偏转的方向是______（填“向上”或“向下”）；
(2)图乙中，电子射线管位于通电导线ab正下方，该装置可以演示电子在磁场中的偏转，若实验发现电子束的径迹向下偏转，那么导线中电流的方向是______（填“从a到b”或“从b到a”）。
13．（2022·全国·高二专题练习）如图所示，带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。已知粒子质量为m、电荷量为q，粒子速度大小为v、受到的洛伦兹力大小为F，不计粒子重力，则匀强磁场的磁感应强度的大小B=_______粒子的运动周期T=_______。
14．（2020·全国·高二课时练习）如图所示，利用电流天平可以测量匀强磁场的磁感应强度，电流天平的右臂挂着矩形线圈，匝数为n，线圈的水平边长为L，bc边处于匀强磁场内，磁感应强度B的方向与线圈平面垂直，当线圈中通过电流I时，调节砝码使两臂达到平衡，然后使电流反向；大小不变，这时需要在左盘中增加质量为m的砝码，才能使两臂达到新的平衡。
（1）用已知量和可测量n、m、L、I计算B的表达式为______；
（2）当，，，时，磁感应强度为______T。（重力加速度g取）
四、解答题
15．（2022·山东日照·一模）如图所示平面内，在第一、二象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场；在第三、四象限内－2d≤y≤0区域存在沿x轴正方向的匀强电场，在y<－2d区域存在垂直纸面向里的匀强磁场。现有一质量为m、电荷量为e的质子从电场中的A（0，－2d）点以初速度v0沿y轴正方向射入匀强电场，并从（3d，0）处第2次经过x轴。已知两个磁场的磁感应强度大小相等，匀强电场的电场强度大小为，求：
（1）质子第1次经过x轴的速度；
（2）匀强磁场的磁感应强度大小；
（3）质子第3次经过x轴的横坐标值。
16．（2022·天津·静海一中高二期末）如图所示，将某正粒子放射源置于原点，其向各方向射出的粒子速度大小均为、质量均为、电荷量均为。在的一、二象限范围内分布着一个匀强电场，方向与轴正向相同，在的一、二象限范围内分布着一个匀强磁场，方向垂直于平面向里。粒子离开电场上边缘时，能够到达的最右侧的位置为。最终恰没有粒子从的边界离开磁场（不计粒子重力以及粒子间的相互作用）。求：
（1）电场强度；
（2）磁感应强度；
（3）再次进入电场前，粒子在磁场中运动的最长时间。
17．（2022·河北·高三专题练习）如图所示，在圆心为O、半径为R的内圆内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，在圆环内存在垂直纸面向外的匀强磁场。带电荷量为、质量为m的粒子，从内圆上A点处以初速度射入内圆，速度方向与OA间的夹角，粒子经过O点后射出内圆，粒子在圆环中运动的轨迹半径刚好为R。不计带电粒子的重力。
（1）求粒子的初速度大小。
（2）若粒子在运动过程中不离开磁场区域，求外圆的半径的取值范围。
（3）试问粒子能不能再次经过A点，若能再次经过，求从粒子射入内圆到第二次经过A点所用的时间（粒子从A点射入内圆算第一次经过A点）。
试卷第1页，共3页
试卷第2页，共2页
参考答案：
1．D
2．B
3．C
4．B
5．C
6．B
7．BD
8．BC
9．BD
10．BC
11．BD
12． 向下 从到
13．
14． 1
15．（1），方向与轴的夹角为45°；（2）；（3）
16．（1）；（2）；（3）
17．（1）；（2）；（3）
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．（2022·广东广州·一模）如图，虚线内有垂直纸面的匀强磁场，是半圆，圆心是O，半径为r，，现有一质量为m、电荷量为的离子，以速度v沿半径射入磁场，从边垂直边界离开磁场，则（ ）
A．离子做圆周运动的半径为 B．离子离开磁场时距b点为
C．虚线内的磁感应强度大小为 D．离子在磁场中的运动时间为
2．（2022·湖北武汉·高二期末）如图所示，匀强磁场限定在一个圆形区域内，磁感应强度大小为B，一个质量为m，电荷量为q，初速度大小为v的带电粒子沿磁场区域的直径方向从P点射入磁场，从Q点沿半径方向射出磁场，粒子射出磁场时的速度方向与射入磁场时相比偏转了角，忽略重力及粒子间的相互作用力，下列说法正确的是（ ）
A．粒子带负电
B．粒子在磁场中运动的轨迹长度为
C．粒子在磁场中运动的时间为
D．圆形磁场区域的半径为
3．（2022·江苏·扬州中学高三阶段练习）如图所示，一内壁光滑、上端开口下端封闭的绝缘玻璃管竖直放置，高为h，管底有质量为m、电荷量为+q的小球，玻璃管以速度v沿垂直于磁场方向进入磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中。在外力作用下，玻璃管在磁场中运动速度保持不变，小球最终从上端管口飞出，在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．洛伦兹力对小球做正功
B．小球运动的加速度逐渐增大
C．小球机械能的增加量等于qvBh
D．玻璃管运动速度越大，小球在玻璃管中的运动时间越长
4．（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
5．（2022·河北·高三专题练习）如图所示，直角三角形ABC内（包括边界）存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，，，两带异种电荷的粒子以相同的速度沿BO方向射入磁场，偏向左边的粒子恰好没有从AB边射出磁场，偏向右边的粒子恰好垂直BC边射出磁场，忽略粒子重力和粒子间的相互作用，则正、负粒子的比荷之比为（ ）
A．1：2 B． C．1：1 D．2：1
6．（2022·福建省建瓯市芝华中学高二阶段练习）如图所示，在第一象限内存在着垂直纸面向里的匀强磁场。一质子从P点垂直磁场射入，射入时速度方向与x轴夹角为60°，质子从y轴上离开磁场时速度方向与y轴垂直。已知质子电荷量为e、质量为m，磁场磁感应强度大小为B，P点的坐标为，则（ ）
A．质子在磁场中运动的轨迹圆的圆心的坐标为
B．质子在磁场中运动的轨迹圆的半径
C．质子射入速度大小为
D．质子在磁场中运动的时间为
二、多选题
7．（2022·湖北武汉·高二期末）如图物体带正电，与斜面的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，斜面足够长且所在空间均有图示方向的匀强磁场。现给物体一个沿斜面向上的初速度，使物体沿斜面向上运动且不离开斜面。下列说法正确的是（ ）
A．物体最终会静止在斜面上
B．物体向上运动时加速度越来越大
C．物体最终可能沿斜面匀速向上运动
D．物体最终会沿斜面匀速向下运动
8．（2022·河北保定·高二期末）如图所示，一半径为R的光滑绝缘圆弧轨道固定在竖直平面内，其底端与粗糙绝缘水平面相切，整个轨道处在垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。现将质量为m的带电金属小球从圆弧顶端由静止释放，当其通过圆弧轨道最低点进入粗糙水平面后，其速度保持不变。已知重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A．小球一定带正电
B．小球一定带负电
C．小球所带电荷量的绝对值为
D．小球所带电荷量的绝对值为
9．（2022·陕西·大荔县教学研究室高二期末）示波管应用的是电子在电场中的偏转规律，而电视显像管却是应用电子在磁场中偏转规律。图甲是电视显像管的原理示意图，偏转线圈用来产生磁场。电子的偏转随磁场的强弱和方向变化而变化。图乙中，垂直纸面向里的匀强磁场只存在于圆形区域内，磁感应强度为B。电子以速度为v沿方向射入磁场中，偏转后从C点射出。已知电子质量为m，带电荷量为e，，则（ ）
A．电子经过磁场的时间为 B．电子经过磁场的时间为
C．磁场区域圆的半径R为 D．磁场区域圆的半径R为
10．（2022·全国·高三专题练习）利用海流发电的磁流体发电机原理示意图如图所示，矩形发电管道水平东西放置，整个管道置于方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。其上、下两面是绝缘板，南、北两侧面M、N是电阻可忽略的导体板，两导体板与开关S和定值电阻R相连。已知发电管道长为L、宽为d、高为h，海水在发电管道内以恒定速率v朝正东方向流动。发电管道内的海水在垂直流动方向的电阻为r，海水在管道内流动时受到的摩擦阻力大小恒为f，不计地磁场的影响，则（ ）
A．N侧的电势高
B．开关S断开时，M、N两端的电压为Bdv
C．开关S闭合时，发电管道进、出口两端压力差
D．开关S闭合时，电阻R上的功率为
11．（2022·湖南·二模）半径为R的半圆形区域内有方向垂直于纸面向外的匀强磁场。不计重力的a、b两粒子从圆周上的P点沿着半径方向射入磁场，分别从A、B两点离开磁场，运动轨迹如图所示。已知a、b两粒子进入磁场时的速率之比为1：2，AOB为直径，。下列说法正确（ ）
A．a粒子带正电，b粒子带负电
B．a、b两粒子的比荷之比为3：2
C．a、b两粒子在磁场中运动时间之比为2：1
D．a、b两粒子的轨道半径之比为1：3
三、填空题
12．（2021·山东·寿光现代中学高二开学考试）汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，电子射线管的阴极A能够发射电子，电子束在A、B两极之间电场力的作用下从阴极飞向阳极。
(1)图甲中，把电子射线管放在蹄形磁铁的两极之间，可以观察到电子束偏转的方向是______（填“向上”或“向下”）；
(2)图乙中，电子射线管位于通电导线ab正下方，该装置可以演示电子在磁场中的偏转，若实验发现电子束的径迹向下偏转，那么导线中电流的方向是______（填“从a到b”或“从b到a”）。
13．（2022·全国·高二专题练习）如图所示，带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。已知粒子质量为m、电荷量为q，粒子速度大小为v、受到的洛伦兹力大小为F，不计粒子重力，则匀强磁场的磁感应强度的大小B=_______粒子的运动周期T=_______。
14．（2020·全国·高二课时练习）如图所示，利用电流天平可以测量匀强磁场的磁感应强度，电流天平的右臂挂着矩形线圈，匝数为n，线圈的水平边长为L，bc边处于匀强磁场内，磁感应强度B的方向与线圈平面垂直，当线圈中通过电流I时，调节砝码使两臂达到平衡，然后使电流反向；大小不变，这时需要在左盘中增加质量为m的砝码，才能使两臂达到新的平衡。
（1）用已知量和可测量n、m、L、I计算B的表达式为______；
（2）当，，，时，磁感应强度为______T。（重力加速度g取）
四、解答题
15．（2022·山东日照·一模）如图所示平面内，在第一、二象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场；在第三、四象限内－2d≤y≤0区域存在沿x轴正方向的匀强电场，在y<－2d区域存在垂直纸面向里的匀强磁场。现有一质量为m、电荷量为e的质子从电场中的A（0，－2d）点以初速度v0沿y轴正方向射入匀强电场，并从（3d，0）处第2次经过x轴。已知两个磁场的磁感应强度大小相等，匀强电场的电场强度大小为，求：
（1）质子第1次经过x轴的速度；
（2）匀强磁场的磁感应强度大小；
（3）质子第3次经过x轴的横坐标值。
16．（2022·天津·静海一中高二期末）如图所示，将某正粒子放射源置于原点，其向各方向射出的粒子速度大小均为、质量均为、电荷量均为。在的一、二象限范围内分布着一个匀强电场，方向与轴正向相同，在的一、二象限范围内分布着一个匀强磁场，方向垂直于平面向里。粒子离开电场上边缘时，能够到达的最右侧的位置为。最终恰没有粒子从的边界离开磁场（不计粒子重力以及粒子间的相互作用）。求：
（1）电场强度；
（2）磁感应强度；
（3）再次进入电场前，粒子在磁场中运动的最长时间。
17．（2022·河北·高三专题练习）如图所示，在圆心为O、半径为R的内圆内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，在圆环内存在垂直纸面向外的匀强磁场。带电荷量为、质量为m的粒子，从内圆上A点处以初速度射入内圆，速度方向与OA间的夹角，粒子经过O点后射出内圆，粒子在圆环中运动的轨迹半径刚好为R。不计带电粒子的重力。
（1）求粒子的初速度大小。
（2）若粒子在运动过程中不离开磁场区域，求外圆的半径的取值范围。
（3）试问粒子能不能再次经过A点，若能再次经过，求从粒子射入内圆到第二次经过A点所用的时间（粒子从A点射入内圆算第一次经过A点）。
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参考答案：
1．D
2．B
3．C
4．B
5．C
6．B
7．BD
8．BC
9．BD
10．BC
11．BD
12． 向下 从到
13．
14． 1
15．（1），方向与轴的夹角为45°；（2）；（3）
16．（1）；（2）；（3）
17．（1）；（2）；（3）
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