第一章安培力和洛伦兹力单元检测 卷（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第一章安培力和洛伦兹力单元检测 卷（word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 397.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-27 20:16:00 | ||
图片预览
文档简介
第一章安培力和洛伦兹力 单元检测卷
一、单项选择题
1．通电导体棒水平放置在绝缘斜面上，整个装置置于匀强磁场中，导体棒能保持静止状态．以下四种情况中导体棒与斜面间一定存在摩擦力的是（ ）
A． B． C． D．
2．一束混合粒子流从一发射源射出后，进入如图所示的磁场，分离为1、2、3三束粒子流，不考虑重力及粒子间的相互作用，则下列选项不正确的是（ ）
A．1带正电 B．1带负电 C．2不带电 D．3带负电
3．如图所示，比荷为的电子垂直射入宽度为d、磁感应强度为B的匀强磁场区域，则电子能从右边界射出这个区域，至少应具有的初速度大小为（ ）
A． B． C． D．
4．如图平面直角坐标系的第Ⅰ象限内有一匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应强度为一质量为m、电荷量为q的粒子以速度v从O点沿着与y轴夹角为的方向进入磁场，运动到A点时速度方向与x轴的正方向相同，不计粒子的重力，则下列判断错误的是（ ）
A．该粒子带负电
B．A点与x轴的距离为
C．粒子由O到A经历时间
D．运动过程中粒子的速度不变
5．劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器，工作原理示意图如图所示。置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f，加速电压为U。若A处粒子源产生的质子质量为m、电荷量为＋q，在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响。则下列说法正确的是（ ）
A．质子被加速后的最大速度不可能超过2πRf
B．质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U成正比
C．质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为1：
D．不改变磁感应强度B和交流电频率f，该回旋加速器也能加速α粒子
二、多项选择题
6．一个电子穿过某一空间而未发生偏转，则（ ）
A．此空间一定不存在磁场
B．此空间可能有磁场，方向与电子速度平行
C．此空间可能有磁场．方向与电子速度垂直
D．此空间可能有正交（即相互垂直）的磁场和电场，它们的方向均与电子速度垂直
7．如图所示为某磁谱仪部分构件的示意图，图中，永磁铁提供匀强磁场，硅微条径迹探测器可以探测粒子在其中运动的轨迹，宇宙射线中有大量的电子、正电子和质子当这些粒子从上部垂直进入磁场时，下列说法正确的是（ ）
A．电子与正电子的偏转方向一定不同
B．电子与正电子在磁场中运动轨迹的半径一定相同
C．仅依据粒子运动轨迹无法判断该粒子是质子还是正电子
D．粒子的动能越大，它在磁场中的运动轨迹的半径越小
8．如图所示，竖直平面内有一半径为R的圆形磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度的大小为B。位于磁场边界最低点P处有一粒子源，可以释放质量为m、电荷量为q的带负电粒子，粒子沿位于纸面内的各个方向以相同的速率射入磁场区域。不计粒子的重力和空气阻力，忽略粒子间的相互影响，粒子在磁场内做圆周运动的轨道半径r=2R，A、C为圆形区域水平直径的两个端点。下列说法中正确的是（ ）
A．粒子射入磁场的速率为
B．粒子在磁场中运动的最长时间为
C．可能有粒子从A点水平射出
D．不可能有粒子从C点射出磁场
三、填空题
9．有一匀强磁场，磁感应强度大小为1.2T，方向由南指向北，如有一质子沿竖直向下的方向进入磁场，磁场作用在质子上的力为9.6×10-14N，则质子射入时速度为________，质子在磁场中向_____方向偏转。（质子带正电，电荷量为1e）
10．如图，在正方形中的区域内，存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，区域内有方向平行的匀强电场（图中未画出）。现有一带电粒子（不计重力）从点沿方向射入磁场，随后经过的中点进入电场，接着从点射出电场区域内的匀强电场的方向由________（选填“指向”或“指向”），粒子在通过点和点的动能之比为________。
四、解答题
11．如图所示，PQ和MN为水平平行放置的金属导轨，相距L=1m，导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量m=0.2kg，棒的中点用细绳经定滑轮与一物体相连（绳与棒垂直），物体的质量M=0.3kg，导体棒与导轨的动摩擦因数μ=0.5（g取10m/s2），匀强磁场的磁感应强度B=2T，方向竖直向下，为了使物体匀速上升，应在棒中通入多大的电流？方向如何？
12．如图所示，质量为m，带电量为+q的液滴，以速度v沿与水平成450角斜向上进入正交的足够大匀强电场和匀强磁场叠加区域，电场强度方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里，液滴在场区做直线运动．重力加速度为g，试求：
（1）电场强度E和磁感应强度B各多大？
（2）当液滴运动到某一点A时，电场方向突然变为竖直向上，大小不改变，不考虑因电场变化而产生的磁场的影响，此时液滴加速度多少？
（3）在满足（2）的前提下，粒子从A点到达与A点在同一水平线上的B点（图中未画出）所用的时间．
13．如图所示的平面直角坐标系，在第Ⅰ象限内有平行于轴的匀强电场，方向沿轴正方向；在第Ⅳ象限的正三角形区域内有匀强磁场，方向垂直于平面向里，正三角形边长为，且边与轴平行，一质量为、电荷量为的粒子，从轴上的点，以大小为的速度沿轴正方向射入电场，通过电场后从轴上的点进入第Ⅳ象限，又经过磁场从轴上的某点进入第Ⅲ象限，且速度与轴负方向成45°角，不计粒子所受的重力，求：
(1)电场强度的大小；
(2)粒子到达点时速度的大小和方向；
(3)区域内磁场的磁感应强度的最小值。
参考答案
1．C 2．B 3．B 4．D 5．A 6．BD 7．AC 8．AB
9． 东
10．c指向b 5：1
11．2A；方向由a指向b
【解析】
导体棒受到的最大静摩擦力大小为
M的重力为
则
要保持导体棒匀速上升，则安培力方向必须水平向左，则根据左手定则判断得知棒中电流的方向为由a到b，根据受力分析，由平衡条件，则有
又因为
所以可得
12．（1）；（2）（3）
【解析】
（1）滴带正电，液滴受力如图所示：
根据平衡条件，有：Eq=mgtanθ=mg
故：；
（2）电场方向突然变为竖直向上，大小不改变，故电场力与重力平衡，洛伦兹力提供向心力，粒子做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律，有：
（3）电场变为竖直向上后，qE=mg，故粒子做匀速圆周运动，
由
可得
13．(1)；(2)，方向与轴正方向夹角为；(3)
【解析】
(1)粒子在匀强电场中做平抛运动，
根据牛顿第二定律
联立解得
(2)在点时沿负方向的分速度
则
所以粒子在点的速度大小为，方向与轴正方向夹角为。
(3)当粒子从点射出时，磁感应强度最小，根据几何关系知
带电粒子在磁场中做圆周运动，满足
联立解得答案第1页，共2页
一、单项选择题
1．通电导体棒水平放置在绝缘斜面上，整个装置置于匀强磁场中，导体棒能保持静止状态．以下四种情况中导体棒与斜面间一定存在摩擦力的是（ ）
A． B． C． D．
2．一束混合粒子流从一发射源射出后，进入如图所示的磁场，分离为1、2、3三束粒子流，不考虑重力及粒子间的相互作用，则下列选项不正确的是（ ）
A．1带正电 B．1带负电 C．2不带电 D．3带负电
3．如图所示，比荷为的电子垂直射入宽度为d、磁感应强度为B的匀强磁场区域，则电子能从右边界射出这个区域，至少应具有的初速度大小为（ ）
A． B． C． D．
4．如图平面直角坐标系的第Ⅰ象限内有一匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应强度为一质量为m、电荷量为q的粒子以速度v从O点沿着与y轴夹角为的方向进入磁场，运动到A点时速度方向与x轴的正方向相同，不计粒子的重力，则下列判断错误的是（ ）
A．该粒子带负电
B．A点与x轴的距离为
C．粒子由O到A经历时间
D．运动过程中粒子的速度不变
5．劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器，工作原理示意图如图所示。置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f，加速电压为U。若A处粒子源产生的质子质量为m、电荷量为＋q，在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响。则下列说法正确的是（ ）
A．质子被加速后的最大速度不可能超过2πRf
B．质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U成正比
C．质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为1：
D．不改变磁感应强度B和交流电频率f，该回旋加速器也能加速α粒子
二、多项选择题
6．一个电子穿过某一空间而未发生偏转，则（ ）
A．此空间一定不存在磁场
B．此空间可能有磁场，方向与电子速度平行
C．此空间可能有磁场．方向与电子速度垂直
D．此空间可能有正交（即相互垂直）的磁场和电场，它们的方向均与电子速度垂直
7．如图所示为某磁谱仪部分构件的示意图，图中，永磁铁提供匀强磁场，硅微条径迹探测器可以探测粒子在其中运动的轨迹，宇宙射线中有大量的电子、正电子和质子当这些粒子从上部垂直进入磁场时，下列说法正确的是（ ）
A．电子与正电子的偏转方向一定不同
B．电子与正电子在磁场中运动轨迹的半径一定相同
C．仅依据粒子运动轨迹无法判断该粒子是质子还是正电子
D．粒子的动能越大，它在磁场中的运动轨迹的半径越小
8．如图所示，竖直平面内有一半径为R的圆形磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度的大小为B。位于磁场边界最低点P处有一粒子源，可以释放质量为m、电荷量为q的带负电粒子，粒子沿位于纸面内的各个方向以相同的速率射入磁场区域。不计粒子的重力和空气阻力，忽略粒子间的相互影响，粒子在磁场内做圆周运动的轨道半径r=2R，A、C为圆形区域水平直径的两个端点。下列说法中正确的是（ ）
A．粒子射入磁场的速率为
B．粒子在磁场中运动的最长时间为
C．可能有粒子从A点水平射出
D．不可能有粒子从C点射出磁场
三、填空题
9．有一匀强磁场，磁感应强度大小为1.2T，方向由南指向北，如有一质子沿竖直向下的方向进入磁场，磁场作用在质子上的力为9.6×10-14N，则质子射入时速度为________，质子在磁场中向_____方向偏转。（质子带正电，电荷量为1e）
10．如图，在正方形中的区域内，存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，区域内有方向平行的匀强电场（图中未画出）。现有一带电粒子（不计重力）从点沿方向射入磁场，随后经过的中点进入电场，接着从点射出电场区域内的匀强电场的方向由________（选填“指向”或“指向”），粒子在通过点和点的动能之比为________。
四、解答题
11．如图所示，PQ和MN为水平平行放置的金属导轨，相距L=1m，导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量m=0.2kg，棒的中点用细绳经定滑轮与一物体相连（绳与棒垂直），物体的质量M=0.3kg，导体棒与导轨的动摩擦因数μ=0.5（g取10m/s2），匀强磁场的磁感应强度B=2T，方向竖直向下，为了使物体匀速上升，应在棒中通入多大的电流？方向如何？
12．如图所示，质量为m，带电量为+q的液滴，以速度v沿与水平成450角斜向上进入正交的足够大匀强电场和匀强磁场叠加区域，电场强度方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里，液滴在场区做直线运动．重力加速度为g，试求：
（1）电场强度E和磁感应强度B各多大？
（2）当液滴运动到某一点A时，电场方向突然变为竖直向上，大小不改变，不考虑因电场变化而产生的磁场的影响，此时液滴加速度多少？
（3）在满足（2）的前提下，粒子从A点到达与A点在同一水平线上的B点（图中未画出）所用的时间．
13．如图所示的平面直角坐标系，在第Ⅰ象限内有平行于轴的匀强电场，方向沿轴正方向；在第Ⅳ象限的正三角形区域内有匀强磁场，方向垂直于平面向里，正三角形边长为，且边与轴平行，一质量为、电荷量为的粒子，从轴上的点，以大小为的速度沿轴正方向射入电场，通过电场后从轴上的点进入第Ⅳ象限，又经过磁场从轴上的某点进入第Ⅲ象限，且速度与轴负方向成45°角，不计粒子所受的重力，求：
(1)电场强度的大小；
(2)粒子到达点时速度的大小和方向；
(3)区域内磁场的磁感应强度的最小值。
参考答案
1．C 2．B 3．B 4．D 5．A 6．BD 7．AC 8．AB
9． 东
10．c指向b 5：1
11．2A；方向由a指向b
【解析】
导体棒受到的最大静摩擦力大小为
M的重力为
则
要保持导体棒匀速上升，则安培力方向必须水平向左，则根据左手定则判断得知棒中电流的方向为由a到b，根据受力分析，由平衡条件，则有
又因为
所以可得
12．（1）；（2）（3）
【解析】
（1）滴带正电，液滴受力如图所示：
根据平衡条件，有：Eq=mgtanθ=mg
故：；
（2）电场方向突然变为竖直向上，大小不改变，故电场力与重力平衡，洛伦兹力提供向心力，粒子做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律，有：
（3）电场变为竖直向上后，qE=mg，故粒子做匀速圆周运动，
由
可得
13．(1)；(2)，方向与轴正方向夹角为；(3)
【解析】
(1)粒子在匀强电场中做平抛运动，
根据牛顿第二定律
联立解得
(2)在点时沿负方向的分速度
则
所以粒子在点的速度大小为，方向与轴正方向夹角为。
(3)当粒子从点射出时，磁感应强度最小，根据几何关系知
带电粒子在磁场中做圆周运动，满足
联立解得答案第1页，共2页