2023-2024学年鲁科版选择性必修2第一章《安培力与洛伦兹力》单元测试B卷(后附解析）
文档属性
| 名称 | 2023-2024学年鲁科版选择性必修2第一章《安培力与洛伦兹力》单元测试B卷(后附解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 2.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-02-05 21:40:34 | ||
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文档简介
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2023-2024学年鲁科版选择性必修2 第一章《安培力与洛伦兹力》单元测试B卷
卷后附答案解析
考试范围：xxx；考试时间：100分钟；命题人：xxx
题号 一 二 三 四 总分
得分
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
请点击修改第I卷的文字说明
评卷人得分
一、单选题
1．如图所示，长为0.5m的通电直导线垂直放在匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为0.2T。当导线中的电流为1.0A时，导线所受安培力的大小为（ ）
A．0 B．0.05N C．0.10N D．0.15N
2．为了降低潜艇噪音可用电磁推进器替代螺旋桨。如图为直线通道推进器示意图。推进器前后表面导电，上下表面绝缘，规格为：。空间内存在由超导线圈产生的匀强磁场，其磁感应强度、方向竖直向下，若在推进器前后方向通以电流，方向如图。则下列判断正确的是（ ）
A．推进器对潜艇提供向左的驱动力，大小为
B．推进器对潜艇提供向右的驱动力，大小为
C．推进器对潜艇提供向左的驱动力，大小为
D．推进器对潜艇提供向右的驱动力，大小为
3．如图所示，是一个抽成真空的电子射线管，通电后管子左端的阴极能够发射电子，电子束从阴极向阳极运动，在通过图示的磁场时将 （ ）
A．向上偏转
B．向下偏转
C．向N极偏转
D．向S极偏转
4．空间存在着匀强磁场和匀强电场，磁场方向垂直于纸面（图中平面）向里，电场方向沿y轴正方向向上。某一重力不计、带正电的粒子自坐标原点O沿y轴正方向以初速度射出。在下列四幅图中，能正确描述该粒子运动轨迹的是（ ）
A． B．
C． D．
5．现代病毒研究实验室通常都有废水检测排放系统，其原理如图所示。当含有新冠病毒（带正、负离子）的废水从排水管右侧流入时，给排水管加上垂直纸面向里的匀强磁场，下列说法正确的是（ ）
A．点的电势高于点的电势
B．点的电势高于点的电势
C．、两点电势差越大，废液的流动速度越慢
D．所加磁感应强度越小，废液的流动速度越慢
6．a、b两个带正电的粒子经同一电场由静止加速，先后以v1、v2从M点沿MN进入矩形匀强磁场区域，经磁场偏转后分别从PQ边E、F离开。直线ME、MF与MQ的夹角分别为30°、60°，粒子的重力不计，则两个粒子进入磁场运动的速度大小之比为（ ）
A．v1：v2=1：3 B．v1：v2=3：1 C．v1：v2=3：2 D．v1：v2=2：3
7．回旋加速器的原理如图所示。D1和D2是两个中空的半圆形金属盒，置于与盒面垂直的匀强磁场中，它们接在电压为U、周期为T的交流电源上。位于D1圆心处的一初速度为0的带电粒子在两盒之间被电场加速，经多次回旋，粒子被加速到最大动能Ek。不计粒子在电场中的运动时间，不考虑相对论效应。下列说法正确的是（ ）
A．交流电源的周期T必须等于该粒子在D形盒中运动周期的2倍
B．若仅增大交变电压U，该粒子的最大动能Ek将增大
C．该粒子第3次被加速前、后做圆周运动的轨道半径之比为
D．该粒子运动周期不断增大
评卷人得分
二、多选题
8．下列说法正确的是（ ）
A．奥斯特首先发现了电流的磁效应
B．安培发明了电流产生的磁场的方向的判定方法
C．安培首先提出了分子电流假说
D．安培首先提出了磁场对运动电荷有力作用
9．如图所示，在x≥0，y≥0的空间中有恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于xOy平面向里，大小为B。现有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，从x轴上的某点P沿着与x轴成30°角的方向射入磁场。不计重力的影响，则下列说法正确的是（ ）
A．只要粒子的速率合适，粒子就可能通过坐标原点
B．粒子在磁场中运动所经历的时间可能为
C．粒子在磁场中运动所经历的时间可能为
D．粒子在磁场中运动所经历的时间可能为
10．质量m=0.1g的小物块，带有5×10-4C的电荷，放在倾角为30°的绝缘光滑斜面上，整个斜面置于B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向如图所示。物块由静止开始下滑，滑到某一位置时，开始离开斜面（设斜面足够长，g取10m/s2）（ ）
A．物体带正电
B．物体离开斜面时的速度为m/s
C．物体在斜面上滑行的最大距离是1.2 m
D．物体在离开斜面之前一直做匀加速直线运动
11．如图所示，边长为的正方形虚线框内充满着垂直于纸面的匀强磁场，虚线及其上方的框内磁场方向向里，磁感应强度大小为，虚线下方的框内磁场方向向外，磁感应强度大小为。现有两个质量相同，电荷量大小也相同但电性未知的带电粒子，分别以的速度沿图示方向垂直磁场方向射入磁场（沿方向，与方向成夹角）并分别从两点离开磁场，设两粒子在磁场中运动的时间分别为。下列说法中正确的是（ ）
A．粒子一定带正电，粒子一定带负电 B．可能等于
C．可能等于 D．可能等于
第II卷（非选择题）
请点击修改第II卷的文字说明
评卷人得分
三、实验题
12．电磁流量计是一根管道，内部没有任何阻碍流体流动的结构．现给你一个非磁性材料做成的圆形管道和一个已知磁感应强度为B的匀强磁场，并让此圆形管道垂直磁场放置．回答下列问题：
（1）还需选用哪些器材方可测出管中液体的流量： 。
（2）要测出流量，还需测量的物理量有： 。
（3）用所给的和测得的物理量写出流量的表达式： 。
（4）用此装置有哪些优点： 、 （至少说出两点）
13．图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。所用部分器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E为直流电源；R为电阻箱；A为电流表；S为开关。此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。
（1）完成下列主要实验步骤中的填空；
①按图接线；
②保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量m1；
③闭合开关S，调节R的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使D重新处于平衡状态；然后读出 ，并用天平称出 ；
④用米尺测量D的底边长度l。
（2）用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出B= 。
（3）判定磁感应强度方向的方法是：若 ，磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里。
评卷人得分
四、解答题
14．某型号的回旋加速器的工作原理如图甲所示，图乙为其结构简图（俯视图）。回旋加速器的核心部分为两个D形盒，分别为、。D形盒装在真空容器里，整个装置放在巨大的匀强磁场中，且磁场与D形盒底面垂直。已知两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过狭缝的时间可以忽略，D形盒的半径为R，磁场的磁感应强度大小为B。若质子从粒子源O处进入加速电场的初速度不计，质子的质量为m、电荷量为；加速器接入一定频率的高频交变电压，加速电压为U，不考虑相对论效应和重力作用。求：
（1）质子第一次经过狭缝被加速后进入D形盒时的轨道半径大小和第四次经过狭缝加速后进入D形盒的轨道半径大小之比
（2）质子被加速后获得的最大动能。
15．如图所示的狭长区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，区域的左、右两边界均沿竖直方向，磁场左、右两边界之间的距离为d，磁场磁感应强度的大小为B，某一质量为m，电荷量q的带负电粒子从左边界M点以水平向右的初速度进入磁场区域，该粒子从磁场的右边界N点飞出，飞出时速度方向与初速度方向的夹角θ=60°，重力不计。求：
（1）该粒子的运动速率；
（2）该粒子在磁场中运动的时间。
16．如图所示，在平面直角坐标系xOy的第二象限内存在电场强度大小为E0、方向水平向右的匀强电场，x轴下方是竖直向上的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场的复合场区域。一带电小球从x轴上的A点以一定初速度v0垂直x轴向上射出，小球恰好以速度v0从y轴上的C点垂直y轴进入第一象限，然后从x轴上的D点进入x轴下方的复合场区域，小球在复合场区域内做圆周运动，最后恰好击中原点O，已知重力加速度为g。求：
(1)带电小球的比荷；
(2)x轴下方匀强电场的电场强度大小E和匀强磁场的磁感应强度大小B；
(3)小球从A点运动到O点经历的时间t。
(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
) (
※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
) (
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
) (
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
) (
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
解析：导线所受安培力
答案：C。
2．B
解析：根据题意可知，磁场方向向下，电流方向向里，依据左手定则可知，安培力方向向左，则推进器对潜艇提供向右的驱动力，根据安培力公式
答案：B。
3．B
解析：磁场方向垂直纸面向里，根据左手定则知，电子向右运动，产生的电流的方向向左，所受的洛伦兹力方向向下，则阴极射线向下偏转。
答案：B。
4．D
解析：在平面内电场的方向沿y轴正方向，故在坐标原点O的带正电的粒子在电场力作用下会向y轴正方向运动；磁场方向垂直于纸面向里，根据左手定则，可知向y轴正方向运动的带正电的粒子同时受到沿x轴负方向的洛伦兹力，故带电粒子向x轴负方向偏转。
由于匀强电场方向沿y轴正方向，故x轴为匀强电场的等势面，从开始到带正电粒子再次运动到x轴时，电场力做功为0，洛伦兹力不做功，故带电粒子再次回到x轴时的速度仍为，由于速度不为零，则随后粒子会进入第三象限做曲线运动。
答案：D。
5．A
解析：AB．带电离子进入磁场后受到洛伦兹力作用，根据左手定则可知，正离子受到的洛伦兹力向下，负离子受到洛伦兹力向上，M点的电势低于N点的电势，或N点的电势高于M点的电势，故A正确B错误；
CD．当正、负离子受到的电场力和洛伦兹力平衡，则有
解得，液体的流速
U是MN两点间的电势差，B为所加磁感应强度,则有M、N两点电势差越大，废液的流动速度越快，所加磁感应强度越小，废液的流动速度越快，故CD错误。
答案：A。
6．B
解析：a、b两个带正电的粒子在磁场中的运动轨迹如图
a粒子的轨道半径为R1，b粒子的轨道半径为R2，设MQ=d，则几何关系得
，
解得
R1：R2=1：3
设加速电场的电压为U，匀强磁场磁感应强度为B，有
，qvB=m
可得
则
v1：v2=3：1
答案：B。
7．C
解析：A．为了使粒子循环加速，必须使粒子每旋转半周交流电源改变一次方向，即在磁场中运动的半个周期等于交流电源的半个周期，所以交流电源的周期T必须等于该粒子在D形盒中运动周期，A错误；
B．根据牛顿第二定律得
解得
若仅增大交变电压U，该粒子的最大动能Ek不变，B错误；
C．设该粒子第3次被加速前的轨道半径为r1
设该粒子第3次被加速后的轨道半径为r2
解得
C正确；
D．该粒子运动周期为
粒子运动的周期与速度无关，周期不变，D错误。
答案：C。
8．ABC
解析：A．奥斯特首先发现了电流的磁效应。故A正确；
B．安培发现了电流产生的磁场的方向的判定方法，即安培定则。故B正确；
C．安培首先提出了分子电流假说。故C正确；
D．洛伦兹首先提出了磁场对运动电荷有力作用。故D错误。
答案：ABC。
9．BC
解析：A．带正电粒子由P点沿与x轴成30°角的方向入射，则粒子运动轨迹的圆心在过P点且与速度方向垂直的方向上，粒子在磁场中要想到达坐标原点，转过的圆心角肯定大于180°，如图所示。而因磁场有边界，故粒子不可能通过坐标原点，故A错误；
BCD．由于P点的位置不定，所以粒子在磁场中的轨迹圆弧对应的圆心角也不同，最大的圆心角为300°，运动的时间
t=T=
当粒子从无限靠近坐标原点出发时，对应的最小圆心角也一定大于120°，所以运动时间
t>T=
故粒子在磁场中运动的时间范围是
故BC正确D错误。
答案：BC。
10．CD
解析：A．根据题意可知，物体要离开斜面，所以受到的洛伦兹力垂直斜面向上，根据左手定则可知，物体带负电，故A错误；
B．根据平衡条件
可得
故B错误；
CD．由以上分析可知，物体沿斜面方向的合力由重力的分力提供，所以物体离开斜面前沿斜面做匀加速直线，根据牛顿第二定律可知
根据匀变速直线运动的规律可得
可得
故CD正确。
答案：CD。
11．ACD
解析：A．粒子水平向右射入从点射出，必定向上偏转，又因为虚线处磁场方向向里，作出粒子的运动轨迹，结合左手定则可知：粒子带正电，粒子带负电，故A正确；
C．由题图可知
得
且
而粒子在上面磁场中的轨迹半径为
在下面磁场中的轨迹半径为
若粒子从上面到点
即
得
所以
可知当时
故C正确；
B．由C选项分析可知粒子从上面到点
当时
当时
可见
若粒子从下面到点
即
得
所以
可知亦有
故B错误；
D．由B中分析可知粒子从下面到点
当时
当时
故D正确。
答案：ACD。
12． 电压表、刻度尺 电压、管的直径 具有测量范围宽 易与其他自动控制装置配套
解析：[1][2][3] 当导电液体流过磁场区域时，相当于长为D（D为管道直径）的一段导体切割磁感线，产生感应电动势
其中L=D，v为流速。
根据液体流量 ，由
由
得
联立得
由表达式可知，需要测量电压，故要用电压表，要测直径，故需要刻度尺；
[4][5] 因为电磁流量计是一根管道，内部没有任何阻碍液体流动的结构，所以可以用来测量高黏度及强腐蚀性流体的流量。它具有测量范围宽、反应快、易与其他自动控制装置配套等优点。
13． 电流表的示数I 细沙的质量m2 m2>m1
解析：（1）[1][2]当D处于平衡状态时，所以应读出电流表的示数I，用天平称出细沙的质量m2。
（2）[3]根据平衡条件，有
解得
（3）[4]若，则安培力的方向向下，根据左手定则可得，磁场的方向向外；反之磁感应强度方向垂直纸面向里。
14．（1），；（2）
解析：（1）质子第1次经过狭缝被加速后的速度大小为v1，则
qU＝mv12
qv1B＝
解得
r1＝
质子第4次经过狭缝被加速后的速度大小为v2，则
4qU＝mv22
qv2B＝
解得
r2＝
半径之比为
（2）当质子在磁场中运动的轨迹半径为D形盒的半径R时，质子的动能最大，设此时速度为vm，则
qvmB＝m
Ekm＝mvm2
解得
Ekm＝
15．（1）；（2）
解析：（1）如图所示
设粒子的轨道半径为，根据几何关系可知
由洛伦兹力提供向心力可得
联立解得该粒子的运动速率为
（2）该粒子在磁场中运动的时间为
又
联立解得
16．(1) ；(2) E0； ；(3)
解析：(1)在第二象限，小球竖直方向上做匀减速运动，有
水平方向做匀加速运动，有
联立两式可得
(2) 小球在复合场区域内做圆周运动，所以
则
物体在第二象限上升的高度
在第一象限做平抛运动有
则
所以小球进入复合场的速度为
方向与x轴夹角为45°，小球沿x轴方向的位移
则小球在复合场中做圆周运动的半径为
由
可得
(3)小球做圆周运动的周期为
则小球在磁场中运动的时间为
所以小球从A点运动到O点经历的时间
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
2023-2024学年鲁科版选择性必修2 第一章《安培力与洛伦兹力》单元测试B卷
卷后附答案解析
考试范围：xxx；考试时间：100分钟；命题人：xxx
题号 一 二 三 四 总分
得分
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
请点击修改第I卷的文字说明
评卷人得分
一、单选题
1．如图所示，长为0.5m的通电直导线垂直放在匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为0.2T。当导线中的电流为1.0A时，导线所受安培力的大小为（ ）
A．0 B．0.05N C．0.10N D．0.15N
2．为了降低潜艇噪音可用电磁推进器替代螺旋桨。如图为直线通道推进器示意图。推进器前后表面导电，上下表面绝缘，规格为：。空间内存在由超导线圈产生的匀强磁场，其磁感应强度、方向竖直向下，若在推进器前后方向通以电流，方向如图。则下列判断正确的是（ ）
A．推进器对潜艇提供向左的驱动力，大小为
B．推进器对潜艇提供向右的驱动力，大小为
C．推进器对潜艇提供向左的驱动力，大小为
D．推进器对潜艇提供向右的驱动力，大小为
3．如图所示，是一个抽成真空的电子射线管，通电后管子左端的阴极能够发射电子，电子束从阴极向阳极运动，在通过图示的磁场时将 （ ）
A．向上偏转
B．向下偏转
C．向N极偏转
D．向S极偏转
4．空间存在着匀强磁场和匀强电场，磁场方向垂直于纸面（图中平面）向里，电场方向沿y轴正方向向上。某一重力不计、带正电的粒子自坐标原点O沿y轴正方向以初速度射出。在下列四幅图中，能正确描述该粒子运动轨迹的是（ ）
A． B．
C． D．
5．现代病毒研究实验室通常都有废水检测排放系统，其原理如图所示。当含有新冠病毒（带正、负离子）的废水从排水管右侧流入时，给排水管加上垂直纸面向里的匀强磁场，下列说法正确的是（ ）
A．点的电势高于点的电势
B．点的电势高于点的电势
C．、两点电势差越大，废液的流动速度越慢
D．所加磁感应强度越小，废液的流动速度越慢
6．a、b两个带正电的粒子经同一电场由静止加速，先后以v1、v2从M点沿MN进入矩形匀强磁场区域，经磁场偏转后分别从PQ边E、F离开。直线ME、MF与MQ的夹角分别为30°、60°，粒子的重力不计，则两个粒子进入磁场运动的速度大小之比为（ ）
A．v1：v2=1：3 B．v1：v2=3：1 C．v1：v2=3：2 D．v1：v2=2：3
7．回旋加速器的原理如图所示。D1和D2是两个中空的半圆形金属盒，置于与盒面垂直的匀强磁场中，它们接在电压为U、周期为T的交流电源上。位于D1圆心处的一初速度为0的带电粒子在两盒之间被电场加速，经多次回旋，粒子被加速到最大动能Ek。不计粒子在电场中的运动时间，不考虑相对论效应。下列说法正确的是（ ）
A．交流电源的周期T必须等于该粒子在D形盒中运动周期的2倍
B．若仅增大交变电压U，该粒子的最大动能Ek将增大
C．该粒子第3次被加速前、后做圆周运动的轨道半径之比为
D．该粒子运动周期不断增大
评卷人得分
二、多选题
8．下列说法正确的是（ ）
A．奥斯特首先发现了电流的磁效应
B．安培发明了电流产生的磁场的方向的判定方法
C．安培首先提出了分子电流假说
D．安培首先提出了磁场对运动电荷有力作用
9．如图所示，在x≥0，y≥0的空间中有恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于xOy平面向里，大小为B。现有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，从x轴上的某点P沿着与x轴成30°角的方向射入磁场。不计重力的影响，则下列说法正确的是（ ）
A．只要粒子的速率合适，粒子就可能通过坐标原点
B．粒子在磁场中运动所经历的时间可能为
C．粒子在磁场中运动所经历的时间可能为
D．粒子在磁场中运动所经历的时间可能为
10．质量m=0.1g的小物块，带有5×10-4C的电荷，放在倾角为30°的绝缘光滑斜面上，整个斜面置于B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向如图所示。物块由静止开始下滑，滑到某一位置时，开始离开斜面（设斜面足够长，g取10m/s2）（ ）
A．物体带正电
B．物体离开斜面时的速度为m/s
C．物体在斜面上滑行的最大距离是1.2 m
D．物体在离开斜面之前一直做匀加速直线运动
11．如图所示，边长为的正方形虚线框内充满着垂直于纸面的匀强磁场，虚线及其上方的框内磁场方向向里，磁感应强度大小为，虚线下方的框内磁场方向向外，磁感应强度大小为。现有两个质量相同，电荷量大小也相同但电性未知的带电粒子，分别以的速度沿图示方向垂直磁场方向射入磁场（沿方向，与方向成夹角）并分别从两点离开磁场，设两粒子在磁场中运动的时间分别为。下列说法中正确的是（ ）
A．粒子一定带正电，粒子一定带负电 B．可能等于
C．可能等于 D．可能等于
第II卷（非选择题）
请点击修改第II卷的文字说明
评卷人得分
三、实验题
12．电磁流量计是一根管道，内部没有任何阻碍流体流动的结构．现给你一个非磁性材料做成的圆形管道和一个已知磁感应强度为B的匀强磁场，并让此圆形管道垂直磁场放置．回答下列问题：
（1）还需选用哪些器材方可测出管中液体的流量： 。
（2）要测出流量，还需测量的物理量有： 。
（3）用所给的和测得的物理量写出流量的表达式： 。
（4）用此装置有哪些优点： 、 （至少说出两点）
13．图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。所用部分器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E为直流电源；R为电阻箱；A为电流表；S为开关。此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。
（1）完成下列主要实验步骤中的填空；
①按图接线；
②保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量m1；
③闭合开关S，调节R的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使D重新处于平衡状态；然后读出 ，并用天平称出 ；
④用米尺测量D的底边长度l。
（2）用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出B= 。
（3）判定磁感应强度方向的方法是：若 ，磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里。
评卷人得分
四、解答题
14．某型号的回旋加速器的工作原理如图甲所示，图乙为其结构简图（俯视图）。回旋加速器的核心部分为两个D形盒，分别为、。D形盒装在真空容器里，整个装置放在巨大的匀强磁场中，且磁场与D形盒底面垂直。已知两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过狭缝的时间可以忽略，D形盒的半径为R，磁场的磁感应强度大小为B。若质子从粒子源O处进入加速电场的初速度不计，质子的质量为m、电荷量为；加速器接入一定频率的高频交变电压，加速电压为U，不考虑相对论效应和重力作用。求：
（1）质子第一次经过狭缝被加速后进入D形盒时的轨道半径大小和第四次经过狭缝加速后进入D形盒的轨道半径大小之比
（2）质子被加速后获得的最大动能。
15．如图所示的狭长区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，区域的左、右两边界均沿竖直方向，磁场左、右两边界之间的距离为d，磁场磁感应强度的大小为B，某一质量为m，电荷量q的带负电粒子从左边界M点以水平向右的初速度进入磁场区域，该粒子从磁场的右边界N点飞出，飞出时速度方向与初速度方向的夹角θ=60°，重力不计。求：
（1）该粒子的运动速率；
（2）该粒子在磁场中运动的时间。
16．如图所示，在平面直角坐标系xOy的第二象限内存在电场强度大小为E0、方向水平向右的匀强电场，x轴下方是竖直向上的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场的复合场区域。一带电小球从x轴上的A点以一定初速度v0垂直x轴向上射出，小球恰好以速度v0从y轴上的C点垂直y轴进入第一象限，然后从x轴上的D点进入x轴下方的复合场区域，小球在复合场区域内做圆周运动，最后恰好击中原点O，已知重力加速度为g。求：
(1)带电小球的比荷；
(2)x轴下方匀强电场的电场强度大小E和匀强磁场的磁感应强度大小B；
(3)小球从A点运动到O点经历的时间t。
(
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※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
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学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
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试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
解析：导线所受安培力
答案：C。
2．B
解析：根据题意可知，磁场方向向下，电流方向向里，依据左手定则可知，安培力方向向左，则推进器对潜艇提供向右的驱动力，根据安培力公式
答案：B。
3．B
解析：磁场方向垂直纸面向里，根据左手定则知，电子向右运动，产生的电流的方向向左，所受的洛伦兹力方向向下，则阴极射线向下偏转。
答案：B。
4．D
解析：在平面内电场的方向沿y轴正方向，故在坐标原点O的带正电的粒子在电场力作用下会向y轴正方向运动；磁场方向垂直于纸面向里，根据左手定则，可知向y轴正方向运动的带正电的粒子同时受到沿x轴负方向的洛伦兹力，故带电粒子向x轴负方向偏转。
由于匀强电场方向沿y轴正方向，故x轴为匀强电场的等势面，从开始到带正电粒子再次运动到x轴时，电场力做功为0，洛伦兹力不做功，故带电粒子再次回到x轴时的速度仍为，由于速度不为零，则随后粒子会进入第三象限做曲线运动。
答案：D。
5．A
解析：AB．带电离子进入磁场后受到洛伦兹力作用，根据左手定则可知，正离子受到的洛伦兹力向下，负离子受到洛伦兹力向上，M点的电势低于N点的电势，或N点的电势高于M点的电势，故A正确B错误；
CD．当正、负离子受到的电场力和洛伦兹力平衡，则有
解得，液体的流速
U是MN两点间的电势差，B为所加磁感应强度,则有M、N两点电势差越大，废液的流动速度越快，所加磁感应强度越小，废液的流动速度越快，故CD错误。
答案：A。
6．B
解析：a、b两个带正电的粒子在磁场中的运动轨迹如图
a粒子的轨道半径为R1，b粒子的轨道半径为R2，设MQ=d，则几何关系得
，
解得
R1：R2=1：3
设加速电场的电压为U，匀强磁场磁感应强度为B，有
，qvB=m
可得
则
v1：v2=3：1
答案：B。
7．C
解析：A．为了使粒子循环加速，必须使粒子每旋转半周交流电源改变一次方向，即在磁场中运动的半个周期等于交流电源的半个周期，所以交流电源的周期T必须等于该粒子在D形盒中运动周期，A错误；
B．根据牛顿第二定律得
解得
若仅增大交变电压U，该粒子的最大动能Ek不变，B错误；
C．设该粒子第3次被加速前的轨道半径为r1
设该粒子第3次被加速后的轨道半径为r2
解得
C正确；
D．该粒子运动周期为
粒子运动的周期与速度无关，周期不变，D错误。
答案：C。
8．ABC
解析：A．奥斯特首先发现了电流的磁效应。故A正确；
B．安培发现了电流产生的磁场的方向的判定方法，即安培定则。故B正确；
C．安培首先提出了分子电流假说。故C正确；
D．洛伦兹首先提出了磁场对运动电荷有力作用。故D错误。
答案：ABC。
9．BC
解析：A．带正电粒子由P点沿与x轴成30°角的方向入射，则粒子运动轨迹的圆心在过P点且与速度方向垂直的方向上，粒子在磁场中要想到达坐标原点，转过的圆心角肯定大于180°，如图所示。而因磁场有边界，故粒子不可能通过坐标原点，故A错误；
BCD．由于P点的位置不定，所以粒子在磁场中的轨迹圆弧对应的圆心角也不同，最大的圆心角为300°，运动的时间
t=T=
当粒子从无限靠近坐标原点出发时，对应的最小圆心角也一定大于120°，所以运动时间
t>T=
故粒子在磁场中运动的时间范围是
答案：BC。
10．CD
解析：A．根据题意可知，物体要离开斜面，所以受到的洛伦兹力垂直斜面向上，根据左手定则可知，物体带负电，故A错误；
B．根据平衡条件
可得
故B错误；
CD．由以上分析可知，物体沿斜面方向的合力由重力的分力提供，所以物体离开斜面前沿斜面做匀加速直线，根据牛顿第二定律可知
根据匀变速直线运动的规律可得
可得
故CD正确。
答案：CD。
11．ACD
解析：A．粒子水平向右射入从点射出，必定向上偏转，又因为虚线处磁场方向向里，作出粒子的运动轨迹，结合左手定则可知：粒子带正电，粒子带负电，故A正确；
C．由题图可知
得
且
而粒子在上面磁场中的轨迹半径为
在下面磁场中的轨迹半径为
若粒子从上面到点
即
得
所以
可知当时
故C正确；
B．由C选项分析可知粒子从上面到点
当时
当时
可见
若粒子从下面到点
即
得
所以
可知亦有
故B错误；
D．由B中分析可知粒子从下面到点
当时
当时
故D正确。
答案：ACD。
12． 电压表、刻度尺 电压、管的直径 具有测量范围宽 易与其他自动控制装置配套
解析：[1][2][3] 当导电液体流过磁场区域时，相当于长为D（D为管道直径）的一段导体切割磁感线，产生感应电动势
其中L=D，v为流速。
根据液体流量 ，由
由
得
联立得
由表达式可知，需要测量电压，故要用电压表，要测直径，故需要刻度尺；
[4][5] 因为电磁流量计是一根管道，内部没有任何阻碍液体流动的结构，所以可以用来测量高黏度及强腐蚀性流体的流量。它具有测量范围宽、反应快、易与其他自动控制装置配套等优点。
13． 电流表的示数I 细沙的质量m2 m2>m1
解析：（1）[1][2]当D处于平衡状态时，所以应读出电流表的示数I，用天平称出细沙的质量m2。
（2）[3]根据平衡条件，有
解得
（3）[4]若，则安培力的方向向下，根据左手定则可得，磁场的方向向外；反之磁感应强度方向垂直纸面向里。
14．（1），；（2）
解析：（1）质子第1次经过狭缝被加速后的速度大小为v1，则
qU＝mv12
qv1B＝
解得
r1＝
质子第4次经过狭缝被加速后的速度大小为v2，则
4qU＝mv22
qv2B＝
解得
r2＝
半径之比为
（2）当质子在磁场中运动的轨迹半径为D形盒的半径R时，质子的动能最大，设此时速度为vm，则
qvmB＝m
Ekm＝mvm2
解得
Ekm＝
15．（1）；（2）
解析：（1）如图所示
设粒子的轨道半径为，根据几何关系可知
由洛伦兹力提供向心力可得
联立解得该粒子的运动速率为
（2）该粒子在磁场中运动的时间为
又
联立解得
16．(1) ；(2) E0； ；(3)
解析：(1)在第二象限，小球竖直方向上做匀减速运动，有
水平方向做匀加速运动，有
联立两式可得
(2) 小球在复合场区域内做圆周运动，所以
则
物体在第二象限上升的高度
在第一象限做平抛运动有
则
所以小球进入复合场的速度为
方向与x轴夹角为45°，小球沿x轴方向的位移
则小球在复合场中做圆周运动的半径为
由
可得
(3)小球做圆周运动的周期为
则小球在磁场中运动的时间为
所以小球从A点运动到O点经历的时间
答案第1页，共2页
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