第一章安培力与洛伦兹力 章末复习卷 -2021-2022学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册（word版含答案）
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| 名称 | 第一章安培力与洛伦兹力 章末复习卷 -2021-2022学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册（word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 606.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-02 09:19:42 | ||
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文档简介
第一章 安培力与洛伦兹力 章末复习卷
一、单选题
1．（2022·山西·稷山县稷山中学高二阶段练习）如图所示，有一边长的正三角形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小，有一比荷的带正电粒子从边上的点垂直边进入磁场，的距离为，要使粒子能从边射出磁场，带电粒子的最大初速度为（粒子的重力不计）（ ）
A． B． C． D．
2．（2022·江苏镇江·高二阶段练习）如图所示，空间某处存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，一个带负电的金属小球从M点水平射入场区，经一段时间运动到N点，关于小球由M到N的运动，下列说法正确的是（ ）
A．小球可能做匀变速运动 B．小球的电势能可能减少
C．小球动能可能不变 D．小球机械能可能增加
3．（2022·重庆八中高二阶段练习）如图所示，纸面内有一半径为R的单匝环形闭合线圈，线圈中通有恒定电流I，整个环形线圈处于垂直纸面的匀强磁场中（图中未画出），磁感应强度大小为B。则该环形线圈所受磁场作用力大小为（ ）
A．0 B．BIR
C．2BIR D．2πBIR
4．（2022·新疆·阿克苏市实验中学高二期末）如图所示，匀强磁场的区域足够大，磁感应强度大小为B、方向水平向右，将一段圆弧形导体ab置于磁场中，圆弧的圆心为O，半径为r。现在导体ab中通以方向从的恒定电流I，则圆弧受到的安培力的方向和大小分别为（ ）
A．水平向左， B．垂直纸面向外，
C．垂直纸面向外， D．垂直纸面向里，
5．（2022·河北·模拟预测）如图所示，空间中存在一平面直角坐标系，其第一象限内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。将一带负电的粒子从y轴上的点以一定初速度，沿着与y轴正半轴成的方向射入磁场，经磁场偏转后，粒子从x轴上的C点垂直x轴离开磁场。已知磁感应强度大小为B，粒子的比荷和电荷量分别为，粒子的重力不计。下列说法正确的是（ ）
A．粒子在磁场中运动的时间为
B．从射入磁场到离开磁场，粒子所受洛伦兹力冲量的大小为
C．粒子在磁场中运动的轨道半径为a
D．C与O点相距
二、多选题
6．（2022·福建·厦门一中高二阶段练习）如图所示，电阻忽略不计的两平行粗糙金属导轨水平固定在匀强磁场中，磁感应强度B=5T，方向垂直于ab，与导轨平面的夹角α=53°，导轨宽度为L=0.5m，一端与电源连接。一质量m=1kg的金属棒ab垂直于两平行导轨放置并与导轨接触良好，连入导轨间的电阻R=2.5Ω，ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.5（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），拉力FT为水平向右，ab处于静止状态。已知E=6V，r=0.5Ω取g=10m/s2，sin37°=0.6，则（ ）
A．通过ab的电流大小为2A，方向由a到b B．ab受到的安培力大小为4N，方向水平向左
C．ab受到的最大静摩擦力大小为3.5N D．FT的取值范围为0.5N≤FT≤7.5N
7．（2022·四川省南充高级中学高三开学考试）如图所示，两方向相反、磁感应强度大小均为B的匀强磁场被边长为L的等边三角ABC理想分开，三角形内磁场垂直纸面向里，三角形外磁场区域足够大，三角形顶点A处有一质子源，能沿角A的角平分线发射速度不同的质子（质子重力不计），所有质子均能通过AC边，质子比荷为k。下列说法正确的是（ ）
A．质子的速度可能为2kBL
B．质子的速度可能为
C．质子再次通过A点需要的时间可能是
D．所有质子均能再次通过A点
8．（2022·重庆八中高二阶段练习）如图所示，倾角为θ的光滑斜面上设置有AB和CD两个粗糙的缓冲区，且AB=BC=CD=l。整个空间分布着垂直纸面向里的匀强磁场。一带负电的物块（视为质点）从斜面顶端O由静止释放，其与缓冲区动摩擦因数为μ，通过AB段与通过CD段的时间相等，运动到D点时的速度为v。已知重力加速度为g，则（ ）
A．物块通过AB段时可能做加速运动
B．物体通过AB段的时间大于通过BC段的时间
C．物块通过AB段时克服摩擦力所做的功大于通过BC段时重力所做的功
D．斜面OA段长度为
9．（2022·重庆巴蜀中学高三阶段练习）如图所示，一根质量为m、长为L的通电导线用两根等长的绝缘细线水平地悬吊在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里，电流I方向M指向N，此时单根细线上的拉力大小为。若磁场的方向变为竖直向下，导线的电流大小、方向不变，磁感应强度大小也不变。导线静止后，单根细线上的拉力大小变为。不计空气阻力，重力加速度为g。若，则下列说法正确的是（ ）
A．导线所受安培力始终不变
B．
C．
D．若磁场由垂直纸面向里变为竖直向上，导线静止后单根细线拉力为
10．（2022·河南开封·二模）如图所示，在直角坐标系xOy第一象限内x轴上方存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，在y轴上S处有一粒子源，它可向右侧纸面内各个方向射出速率相等的质量大小均为m，电荷量大小均为q的同种带电粒子，所有粒子射出磁场时离S最远的位置是x轴上的P点。已知粒子带负电，，粒子重力及粒子间的相互作用均不计，则（ ）
A．粒子的速度大小为
B．从O点射出的粒子在磁场中的运动时间为
C．从x轴上射出磁场的粒子在磁场中运动的最长时间与最短时间之比为9：2
D．沿平行x轴正方向射入的粒子离开磁场时的位置到O点的距离为
11．（2018·湖南·宁乡市教育研究中心高二期末）如图所示，下端封闭、上端开口、高h=5m内壁光滑的细玻璃管竖直放置，管底有一质量m=10g、电荷量q=0.2C的小球，整个装置以v=5m/s的速度沿垂直于磁场方向进入B=0.2T方向水平的匀强磁场，由于外力的作用，玻璃管在磁场中的速度保持不变，最终小球从上端管口飞出。取g=10。则下列说法正确的是（ ）
A．小球在管中运动的过程中机械能守恒
B．小球带负电
C．小球在管中运动的时间为1s
D．小球在管中运动的过程中增加的机械能1J
12．（2022·河北沧州·高二期末）如图所示，质量相同的带电粒子M、N分别沿x轴和y轴正方向从坐标原点O飞入匀强磁场，两粒子恰好均能通过第一象限内的P点，已知M、N粒子的速度分别为、且，O、P两点连线与x轴正方向之间的夹角为，不计粒子的重力，则下列说法正确的是（ ）
A．M粒子带负电、N粒子带正电
B．M、N粒子运动的轨迹半径之比为
C．M、N粒子所带电荷量大小之比为
D．M、N粒子从O点运动到P点所用时间之比为
三、填空题
13．（2021·福建省福州第一中学高三开学考试）三个速度大小不同的同种带电粒子，沿同一方向从图中长方形区域的匀强磁场上边缘射入，当它们从下边缘飞出时对入射方向的偏角分别为90°、60°、30°，重力不计，则它们在磁场中运动的时间之比为___________。
14．（2021·江西·南昌十中高二期末）医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度，电磁血流计由一对电极a和b以及磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的。使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两互相垂直，如图。由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差。在达到平衡时，血管内部的电场可看做是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零，血管壁的厚度可忽略，在某次监测中，已知两触点的距离为d，两触点间的电势差为，磁感应强度的大小为，血流速度约为，则电极a、b的电势高低情况为__（选填“”、“”或“），当血流速度约为时（其他不变），则所测电势差为______。
15．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
16．（2022·江苏·南京师大附中高三开学考试）如图所示，∠AOC=2α，OP为∠AOC的角平分线，在∠AOC的范围内无磁场，在OA左侧区域分布有垂直于纸面向里的匀强磁场，OC右侧区域分布有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度均为B，有一质量为m，带电量为+q的粒子（重力不计），从O点以初速度v沿垂直于OP向左射入磁场。已知：。
（1）若，求粒子第一次经过OC边时距O点的距离；
（2）若，求粒子进入左侧磁场区域的次数；
（3）求在第（2）问的条件下，粒子在磁场中运动的总时间t。
17．（2022·安徽·马鞍山市第二中学博望分校高二期末）如图所示，直线上方有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度。两带有等量异种电荷的粒子，同时从点以相同速度射入磁场，速度方向与成角。已知粒子的质量均为，电荷量，不计粒子的重力及两粒子间相互作用力，求：
（1）它们从磁场中射出时相距多远？
（2）射出的时间差是多少？
18．（2021·湖南·宁乡市教育研究中心高二期末）在芯片制造过程中，离子注入是其中一道重要的工序。如图甲所示是离子注入工作原理的示意图，静止于A处的离子，经电压为的加速电场加速后，沿图中圆弧虚线通过半径为的圆弧形静电分析器（静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场）后，从P点沿平行硅片方向进入半径为的圆形匀强磁场区域，该圆形磁场区域的直径与竖直方向成，经磁场偏转，最后打在竖直放置的硅片上。离子的质量为、电荷量为，不计离子重力。求：
（1）离子进入圆形匀强磁场区域时的速度大小；
（2）静电分析器通道内虚线处电场强度的大小；
（3）若磁场方向垂直纸面向外，离子从磁场边缘上某点出磁场时，速度方向与直径垂直，求圆形区域内匀强磁场的磁感应强度的大小。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
2．C
3．A
4．B
5．D
6．ACD
7．BC
8．BCD
9．CD
10．AC
11．CD
12．BC
13．3：2：1
14．
15． 1
16．(1) ；(2)5；(3)
17．（1）0.2m；（2）
18．（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·山西·稷山县稷山中学高二阶段练习）如图所示，有一边长的正三角形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小，有一比荷的带正电粒子从边上的点垂直边进入磁场，的距离为，要使粒子能从边射出磁场，带电粒子的最大初速度为（粒子的重力不计）（ ）
A． B． C． D．
2．（2022·江苏镇江·高二阶段练习）如图所示，空间某处存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，一个带负电的金属小球从M点水平射入场区，经一段时间运动到N点，关于小球由M到N的运动，下列说法正确的是（ ）
A．小球可能做匀变速运动 B．小球的电势能可能减少
C．小球动能可能不变 D．小球机械能可能增加
3．（2022·重庆八中高二阶段练习）如图所示，纸面内有一半径为R的单匝环形闭合线圈，线圈中通有恒定电流I，整个环形线圈处于垂直纸面的匀强磁场中（图中未画出），磁感应强度大小为B。则该环形线圈所受磁场作用力大小为（ ）
A．0 B．BIR
C．2BIR D．2πBIR
4．（2022·新疆·阿克苏市实验中学高二期末）如图所示，匀强磁场的区域足够大，磁感应强度大小为B、方向水平向右，将一段圆弧形导体ab置于磁场中，圆弧的圆心为O，半径为r。现在导体ab中通以方向从的恒定电流I，则圆弧受到的安培力的方向和大小分别为（ ）
A．水平向左， B．垂直纸面向外，
C．垂直纸面向外， D．垂直纸面向里，
5．（2022·河北·模拟预测）如图所示，空间中存在一平面直角坐标系，其第一象限内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。将一带负电的粒子从y轴上的点以一定初速度，沿着与y轴正半轴成的方向射入磁场，经磁场偏转后，粒子从x轴上的C点垂直x轴离开磁场。已知磁感应强度大小为B，粒子的比荷和电荷量分别为，粒子的重力不计。下列说法正确的是（ ）
A．粒子在磁场中运动的时间为
B．从射入磁场到离开磁场，粒子所受洛伦兹力冲量的大小为
C．粒子在磁场中运动的轨道半径为a
D．C与O点相距
二、多选题
6．（2022·福建·厦门一中高二阶段练习）如图所示，电阻忽略不计的两平行粗糙金属导轨水平固定在匀强磁场中，磁感应强度B=5T，方向垂直于ab，与导轨平面的夹角α=53°，导轨宽度为L=0.5m，一端与电源连接。一质量m=1kg的金属棒ab垂直于两平行导轨放置并与导轨接触良好，连入导轨间的电阻R=2.5Ω，ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.5（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），拉力FT为水平向右，ab处于静止状态。已知E=6V，r=0.5Ω取g=10m/s2，sin37°=0.6，则（ ）
A．通过ab的电流大小为2A，方向由a到b B．ab受到的安培力大小为4N，方向水平向左
C．ab受到的最大静摩擦力大小为3.5N D．FT的取值范围为0.5N≤FT≤7.5N
7．（2022·四川省南充高级中学高三开学考试）如图所示，两方向相反、磁感应强度大小均为B的匀强磁场被边长为L的等边三角ABC理想分开，三角形内磁场垂直纸面向里，三角形外磁场区域足够大，三角形顶点A处有一质子源，能沿角A的角平分线发射速度不同的质子（质子重力不计），所有质子均能通过AC边，质子比荷为k。下列说法正确的是（ ）
A．质子的速度可能为2kBL
B．质子的速度可能为
C．质子再次通过A点需要的时间可能是
D．所有质子均能再次通过A点
8．（2022·重庆八中高二阶段练习）如图所示，倾角为θ的光滑斜面上设置有AB和CD两个粗糙的缓冲区，且AB=BC=CD=l。整个空间分布着垂直纸面向里的匀强磁场。一带负电的物块（视为质点）从斜面顶端O由静止释放，其与缓冲区动摩擦因数为μ，通过AB段与通过CD段的时间相等，运动到D点时的速度为v。已知重力加速度为g，则（ ）
A．物块通过AB段时可能做加速运动
B．物体通过AB段的时间大于通过BC段的时间
C．物块通过AB段时克服摩擦力所做的功大于通过BC段时重力所做的功
D．斜面OA段长度为
9．（2022·重庆巴蜀中学高三阶段练习）如图所示，一根质量为m、长为L的通电导线用两根等长的绝缘细线水平地悬吊在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里，电流I方向M指向N，此时单根细线上的拉力大小为。若磁场的方向变为竖直向下，导线的电流大小、方向不变，磁感应强度大小也不变。导线静止后，单根细线上的拉力大小变为。不计空气阻力，重力加速度为g。若，则下列说法正确的是（ ）
A．导线所受安培力始终不变
B．
C．
D．若磁场由垂直纸面向里变为竖直向上，导线静止后单根细线拉力为
10．（2022·河南开封·二模）如图所示，在直角坐标系xOy第一象限内x轴上方存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，在y轴上S处有一粒子源，它可向右侧纸面内各个方向射出速率相等的质量大小均为m，电荷量大小均为q的同种带电粒子，所有粒子射出磁场时离S最远的位置是x轴上的P点。已知粒子带负电，，粒子重力及粒子间的相互作用均不计，则（ ）
A．粒子的速度大小为
B．从O点射出的粒子在磁场中的运动时间为
C．从x轴上射出磁场的粒子在磁场中运动的最长时间与最短时间之比为9：2
D．沿平行x轴正方向射入的粒子离开磁场时的位置到O点的距离为
11．（2018·湖南·宁乡市教育研究中心高二期末）如图所示，下端封闭、上端开口、高h=5m内壁光滑的细玻璃管竖直放置，管底有一质量m=10g、电荷量q=0.2C的小球，整个装置以v=5m/s的速度沿垂直于磁场方向进入B=0.2T方向水平的匀强磁场，由于外力的作用，玻璃管在磁场中的速度保持不变，最终小球从上端管口飞出。取g=10。则下列说法正确的是（ ）
A．小球在管中运动的过程中机械能守恒
B．小球带负电
C．小球在管中运动的时间为1s
D．小球在管中运动的过程中增加的机械能1J
12．（2022·河北沧州·高二期末）如图所示，质量相同的带电粒子M、N分别沿x轴和y轴正方向从坐标原点O飞入匀强磁场，两粒子恰好均能通过第一象限内的P点，已知M、N粒子的速度分别为、且，O、P两点连线与x轴正方向之间的夹角为，不计粒子的重力，则下列说法正确的是（ ）
A．M粒子带负电、N粒子带正电
B．M、N粒子运动的轨迹半径之比为
C．M、N粒子所带电荷量大小之比为
D．M、N粒子从O点运动到P点所用时间之比为
三、填空题
13．（2021·福建省福州第一中学高三开学考试）三个速度大小不同的同种带电粒子，沿同一方向从图中长方形区域的匀强磁场上边缘射入，当它们从下边缘飞出时对入射方向的偏角分别为90°、60°、30°，重力不计，则它们在磁场中运动的时间之比为___________。
14．（2021·江西·南昌十中高二期末）医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度，电磁血流计由一对电极a和b以及磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的。使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两互相垂直，如图。由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差。在达到平衡时，血管内部的电场可看做是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零，血管壁的厚度可忽略，在某次监测中，已知两触点的距离为d，两触点间的电势差为，磁感应强度的大小为，血流速度约为，则电极a、b的电势高低情况为__（选填“”、“”或“），当血流速度约为时（其他不变），则所测电势差为______。
15．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
16．（2022·江苏·南京师大附中高三开学考试）如图所示，∠AOC=2α，OP为∠AOC的角平分线，在∠AOC的范围内无磁场，在OA左侧区域分布有垂直于纸面向里的匀强磁场，OC右侧区域分布有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度均为B，有一质量为m，带电量为+q的粒子（重力不计），从O点以初速度v沿垂直于OP向左射入磁场。已知：。
（1）若，求粒子第一次经过OC边时距O点的距离；
（2）若，求粒子进入左侧磁场区域的次数；
（3）求在第（2）问的条件下，粒子在磁场中运动的总时间t。
17．（2022·安徽·马鞍山市第二中学博望分校高二期末）如图所示，直线上方有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度。两带有等量异种电荷的粒子，同时从点以相同速度射入磁场，速度方向与成角。已知粒子的质量均为，电荷量，不计粒子的重力及两粒子间相互作用力，求：
（1）它们从磁场中射出时相距多远？
（2）射出的时间差是多少？
18．（2021·湖南·宁乡市教育研究中心高二期末）在芯片制造过程中，离子注入是其中一道重要的工序。如图甲所示是离子注入工作原理的示意图，静止于A处的离子，经电压为的加速电场加速后，沿图中圆弧虚线通过半径为的圆弧形静电分析器（静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场）后，从P点沿平行硅片方向进入半径为的圆形匀强磁场区域，该圆形磁场区域的直径与竖直方向成，经磁场偏转，最后打在竖直放置的硅片上。离子的质量为、电荷量为，不计离子重力。求：
（1）离子进入圆形匀强磁场区域时的速度大小；
（2）静电分析器通道内虚线处电场强度的大小；
（3）若磁场方向垂直纸面向外，离子从磁场边缘上某点出磁场时，速度方向与直径垂直，求圆形区域内匀强磁场的磁感应强度的大小。
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参考答案：
1．A
2．C
3．A
4．B
5．D
6．ACD
7．BC
8．BCD
9．CD
10．AC
11．CD
12．BC
13．3：2：1
14．
15． 1
16．(1) ；(2)5；(3)
17．（1）0.2m；（2）
18．（1）；（2）；（3）
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