第一章 安培力与洛伦兹力章末检测题（提优卷）（含答案）
文档属性
| 名称 | 第一章 安培力与洛伦兹力章末检测题（提优卷）（含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 282.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-07-13 09:45:56 | ||
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文档简介
安培力与洛伦兹力章末检测题（提优卷）
选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1.关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是（ ）
A.安培力的方向可以不垂直于直导线
B.安培力的方向总是垂直于磁场的方向
C.安培力的的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关
D.将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半
2.武汉病毒研究所是我国防护等级最高的P4实验室，在该实验室中有一种污水流量计，其原理可以简化为如图所示模型：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，下列说法正确的是（ ）
结合题干所给条件我们只需要再测量MN两点电压就能够推算废液的流量
带电粒子所受洛伦兹力方向是水平向左
正粒子所受洛伦兹力方向是垂直于速度指向M点
D．M端的电势比N端高
3.如图，等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点M、N与直流电源两端相接。已知导体棒MN受到的安培力大小为F，则线框LMN受到的安培力的大小为（ ）
A.2F B.1.5F C.0.5F D.0
4.如图所示，将一由绝缘材料制成的带一定正电荷的小滑块（可视为质点）放在倾斜的固定木板上，空间中存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。测得小滑块的质量为m，木板的倾角为θ，木板与滑块之间的动摩擦因数为μ。滑块由静止释放，依次经过A、B、C、D四个点，且AB=CD=d，小滑块经过AB、CD所用的时间均为t。重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
到达C点之前滑块先加速后减速 B．到达C点之前滑块所受的摩擦力先增大后减小
C．滑块所带的电荷量为- D．滑块的加速度先减小后增大
5.如图所示，光滑的金属轨道分水平段和圆弧段两部分，O点为圆弧的圆心．两金属轨道之间的宽度为0.5 m，匀强磁场方向如图，大小为0.5 T．质量为0.05 kg、长为0.5 m的金属细杆置于金属轨道上的M点．当在金属细杆内通以电流强度为2 A的恒定电流时，金属细杆可以沿杆向右由静止开始运动．已知N、P为导轨上的两点，ON竖直、OP水平，且MN＝OP＝1 m，g取10 m/s2，则（ ）
A．金属细杆开始运动时的加速度大小为5 m/s2
B．金属细杆运动到P点时的速度大小为5 m/s
C．金属细杆运动到P点时的向心加速度大小为10 m/s2
D．金属细杆运动到P点时对每一条轨道的作用力大小为0.75 N
6.如图所示，在x轴上方存在垂直于纸面向里的足够宽的匀强磁场，磁感应强度为B。在xOy平面内，从原点O处沿与x轴正方向成θ角（0＜θ≤π）以速率v连续发射带正电的粒子（重力不计）。则下列说法正确的是（ ）
v一定，若θ越大，则粒子在磁场中运动的时间越长
v一定，若改变θ，则粒子重新回到x轴时与O点的距离可能相等
θ一定，若v越大，则粒子在磁场中运动的时间越短
D．θ一定，若改变v,则粒子重新回到x轴时速度与x轴夹角不可能相等
7.如图，在坐标系的第一和第二象限内存在磁感应强度大小分别为 B和B、方向均垂直于纸面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子垂直于x轴射入第二象限，随后垂直于y轴进入第一象限，最后经过x轴离开第一象限。若不计粒子重力，则粒子在磁场中运动的时间为（ ）
A. B. C. D.
8.电磁轨道炮工作原理如图所示。待发射弹体将两平行的水平轨道之间分为区域Ⅰ和区域Ⅱ，导电弹体能在轨道上自由移动，且保持良好接触。电流Ⅰ从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回。轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度的大小与Ⅰ成正比。通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出。下列说法正确的是（ ）
A．在轨道内的Ⅰ区域磁场方向为竖直向下
B．若将电流增大至原来的2倍，则弹体所受安培力也增大至原来的2倍
C．现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，可只将电流I增加至原来的2倍
D．现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，可只将弹体的质量减至原来的一半
9.如图所示，等腰直角三角形abc区域内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B．三个相同的带电粒子从b点沿bc方向分别以不同的速度v1、v2、v3射入磁场，在磁场中运动的时间分别为t1、t2、t3，且t1：t2：t3=3：3：1．直角边bc的长度为L，不计粒子的重力，下列说法正确的是（ ）
A．三个粒子的速度大小关系可能是v1＞v2＞v3 B．三个粒子的速度大小关系可能是v2＜v1＜v3
C．粒子的比荷＝ D．粒子的比荷＝
如图所示，在0≤x≤b、0≤y≤a的长方形区域中有一磁感应强度大小为B的匀强磁场，磁场的方向垂直于xOy平面向外。坐标原点O处有一个粒子源，在t=0时刻发射大量质量为m、电荷量为+q的带电粒子，它们的速度大小相同，速度方向均在xoy平面内，与y轴正方向的夹角在0～90°范围内均匀分布。已知粒子在磁场中做圆周运动的周期为T，t1时刻最先从磁场上边界MN飞出的粒子经历的时间为 ，从发射粒子到粒子全部离开磁场经历的时间为 。不计粒子的重力及粒子间的相互作用，则（ ）
A．粒子的射入磁场的速度大小v=
B．长方形区域的边长满足关系=2
C．t1时刻仍在磁场中的粒子数与粒子源发射的总粒子数之比为
D．t1时刻仍在磁场中的所有粒子均处在以O点为圆心、a为半径的 圆周上
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11.（7分）如图所示，a、b、c、d为正方形的四个顶点，O为两对角线的交点，a、b、c、d处分别有电流大小相同的长直导线，其中a处的电流方向垂直纸面向外，b、c、d处的电流方向垂直纸面向里。现在O点放置一电流方向垂直纸面向里的长直导线，该导线受到大小为2F的安培力。若将b处导线的电流方向改为垂直纸面向外，则O点处的导线受到的安培力的大小为__________，方向_________
12.（9分）如图所示，在直角坐标系xOy的第一、四象限区域内存在两个有界的匀强磁场：垂直纸面向外的匀强磁场I、垂直纸面向里的匀强磁场II，O、M、P、Q为磁场边界和x轴的交点OM=MP=L．在第三象限存在沿y轴正向的匀强电场。一质量为m、带电荷量为+q的粒子从电场中坐标为（-2L，-L）的点以速度v0沿x轴正方向射出，恰好经过原点O处射入区域I，又从M点射出区域I（粒子的重力忽略不计）。则第三象限匀强电场场强E的大小为______________，区域I内匀强磁场磁感应强度B的大小为_______________
13.（10分）如图所示，水平导轨间距为L=1m，导轨电阻忽略不计，导体棒ab的质量m=kg，电阻R0=0.9Ω，与导轨接触良好，电源电动势E=10V，内阻r=0.1Ω，电阻R=4Ω，外加匀强磁场的磁感应强度B=T，方向垂直于ab，与导轨平面成θ=60o角，ab与导轨间动摩擦因数为μ=（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），定滑轮摩擦不计，线对ab的拉力为水平方向，g取，ab处于静止状态。求：
（1）ab受到的安培力大小；
（2）重物的重力G的取值范围。
14.（16分）如图所示，在以坐标原点O为圆心，半径为R的半圆形区域内，有一磁场方向垂直于xOy坐标平面、磁感应强度为B的匀强磁场。一带正电的粒子（不计重力）以速度为v0从原点O沿x轴正向进入磁场，带电粒子恰好不能飞出磁场。求：
（1）磁场的方向和粒子的比荷。
（2）若将上述粒子的入射点上移至y轴上的A点，将粒子仍以速度v0平行x轴正向射入磁场，若要粒子射出磁场区域后不能通过y轴，则OA的距离至少为多少？
（3）若将上述粒子的入射点上移至y轴上的M点，仍将粒子以速度v0平行x轴正向射入磁场，已知带电粒子通过了磁场边界上的P点，且P点的x值为+，后来粒子轨迹与y轴交于N点，则粒子自M至N运动的时间为多少？
15.（18分）如图所示，在xoy平面的第II象限内有半径为R的圆分别与x轴、y轴相切于P、Q两点，圆内存在垂直于xoy面向外的匀强磁场。在第I象限内存在沿轴y负方向的匀强电场，电场强度为E．一带正电的粒子（不计重力）以速率v0从P点射入磁场后恰好垂直y轴进入电场，最后从M（3R，0）点射出电场，出射方向与x轴正方向夹角为α，且满足α=45°，求：
（1）带电粒子的比荷；
（2）磁场磁感应强度B的大小；
（3）粒子从P点入射磁场到M点射出电场的时间。
【答案】
B 2.A 3.B 4.C 5.D 6.B 7.B 8.AC 9.BCD 10.AC
11. 2 F，方向向上
12.
13.（1）2N （2）1.8N≤G≤4.2N
14.（1）垂直于纸面向里． （2）R （3）
15.（1） （2） （3） +
选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1.关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是（ ）
A.安培力的方向可以不垂直于直导线
B.安培力的方向总是垂直于磁场的方向
C.安培力的的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关
D.将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半
2.武汉病毒研究所是我国防护等级最高的P4实验室，在该实验室中有一种污水流量计，其原理可以简化为如图所示模型：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，下列说法正确的是（ ）
结合题干所给条件我们只需要再测量MN两点电压就能够推算废液的流量
带电粒子所受洛伦兹力方向是水平向左
正粒子所受洛伦兹力方向是垂直于速度指向M点
D．M端的电势比N端高
3.如图，等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点M、N与直流电源两端相接。已知导体棒MN受到的安培力大小为F，则线框LMN受到的安培力的大小为（ ）
A.2F B.1.5F C.0.5F D.0
4.如图所示，将一由绝缘材料制成的带一定正电荷的小滑块（可视为质点）放在倾斜的固定木板上，空间中存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。测得小滑块的质量为m，木板的倾角为θ，木板与滑块之间的动摩擦因数为μ。滑块由静止释放，依次经过A、B、C、D四个点，且AB=CD=d，小滑块经过AB、CD所用的时间均为t。重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
到达C点之前滑块先加速后减速 B．到达C点之前滑块所受的摩擦力先增大后减小
C．滑块所带的电荷量为- D．滑块的加速度先减小后增大
5.如图所示，光滑的金属轨道分水平段和圆弧段两部分，O点为圆弧的圆心．两金属轨道之间的宽度为0.5 m，匀强磁场方向如图，大小为0.5 T．质量为0.05 kg、长为0.5 m的金属细杆置于金属轨道上的M点．当在金属细杆内通以电流强度为2 A的恒定电流时，金属细杆可以沿杆向右由静止开始运动．已知N、P为导轨上的两点，ON竖直、OP水平，且MN＝OP＝1 m，g取10 m/s2，则（ ）
A．金属细杆开始运动时的加速度大小为5 m/s2
B．金属细杆运动到P点时的速度大小为5 m/s
C．金属细杆运动到P点时的向心加速度大小为10 m/s2
D．金属细杆运动到P点时对每一条轨道的作用力大小为0.75 N
6.如图所示，在x轴上方存在垂直于纸面向里的足够宽的匀强磁场，磁感应强度为B。在xOy平面内，从原点O处沿与x轴正方向成θ角（0＜θ≤π）以速率v连续发射带正电的粒子（重力不计）。则下列说法正确的是（ ）
v一定，若θ越大，则粒子在磁场中运动的时间越长
v一定，若改变θ，则粒子重新回到x轴时与O点的距离可能相等
θ一定，若v越大，则粒子在磁场中运动的时间越短
D．θ一定，若改变v,则粒子重新回到x轴时速度与x轴夹角不可能相等
7.如图，在坐标系的第一和第二象限内存在磁感应强度大小分别为 B和B、方向均垂直于纸面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子垂直于x轴射入第二象限，随后垂直于y轴进入第一象限，最后经过x轴离开第一象限。若不计粒子重力，则粒子在磁场中运动的时间为（ ）
A. B. C. D.
8.电磁轨道炮工作原理如图所示。待发射弹体将两平行的水平轨道之间分为区域Ⅰ和区域Ⅱ，导电弹体能在轨道上自由移动，且保持良好接触。电流Ⅰ从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回。轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度的大小与Ⅰ成正比。通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出。下列说法正确的是（ ）
A．在轨道内的Ⅰ区域磁场方向为竖直向下
B．若将电流增大至原来的2倍，则弹体所受安培力也增大至原来的2倍
C．现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，可只将电流I增加至原来的2倍
D．现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，可只将弹体的质量减至原来的一半
9.如图所示，等腰直角三角形abc区域内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B．三个相同的带电粒子从b点沿bc方向分别以不同的速度v1、v2、v3射入磁场，在磁场中运动的时间分别为t1、t2、t3，且t1：t2：t3=3：3：1．直角边bc的长度为L，不计粒子的重力，下列说法正确的是（ ）
A．三个粒子的速度大小关系可能是v1＞v2＞v3 B．三个粒子的速度大小关系可能是v2＜v1＜v3
C．粒子的比荷＝ D．粒子的比荷＝
如图所示，在0≤x≤b、0≤y≤a的长方形区域中有一磁感应强度大小为B的匀强磁场，磁场的方向垂直于xOy平面向外。坐标原点O处有一个粒子源，在t=0时刻发射大量质量为m、电荷量为+q的带电粒子，它们的速度大小相同，速度方向均在xoy平面内，与y轴正方向的夹角在0～90°范围内均匀分布。已知粒子在磁场中做圆周运动的周期为T，t1时刻最先从磁场上边界MN飞出的粒子经历的时间为 ，从发射粒子到粒子全部离开磁场经历的时间为 。不计粒子的重力及粒子间的相互作用，则（ ）
A．粒子的射入磁场的速度大小v=
B．长方形区域的边长满足关系=2
C．t1时刻仍在磁场中的粒子数与粒子源发射的总粒子数之比为
D．t1时刻仍在磁场中的所有粒子均处在以O点为圆心、a为半径的 圆周上
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11.（7分）如图所示，a、b、c、d为正方形的四个顶点，O为两对角线的交点，a、b、c、d处分别有电流大小相同的长直导线，其中a处的电流方向垂直纸面向外，b、c、d处的电流方向垂直纸面向里。现在O点放置一电流方向垂直纸面向里的长直导线，该导线受到大小为2F的安培力。若将b处导线的电流方向改为垂直纸面向外，则O点处的导线受到的安培力的大小为__________，方向_________
12.（9分）如图所示，在直角坐标系xOy的第一、四象限区域内存在两个有界的匀强磁场：垂直纸面向外的匀强磁场I、垂直纸面向里的匀强磁场II，O、M、P、Q为磁场边界和x轴的交点OM=MP=L．在第三象限存在沿y轴正向的匀强电场。一质量为m、带电荷量为+q的粒子从电场中坐标为（-2L，-L）的点以速度v0沿x轴正方向射出，恰好经过原点O处射入区域I，又从M点射出区域I（粒子的重力忽略不计）。则第三象限匀强电场场强E的大小为______________，区域I内匀强磁场磁感应强度B的大小为_______________
13.（10分）如图所示，水平导轨间距为L=1m，导轨电阻忽略不计，导体棒ab的质量m=kg，电阻R0=0.9Ω，与导轨接触良好，电源电动势E=10V，内阻r=0.1Ω，电阻R=4Ω，外加匀强磁场的磁感应强度B=T，方向垂直于ab，与导轨平面成θ=60o角，ab与导轨间动摩擦因数为μ=（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），定滑轮摩擦不计，线对ab的拉力为水平方向，g取，ab处于静止状态。求：
（1）ab受到的安培力大小；
（2）重物的重力G的取值范围。
14.（16分）如图所示，在以坐标原点O为圆心，半径为R的半圆形区域内，有一磁场方向垂直于xOy坐标平面、磁感应强度为B的匀强磁场。一带正电的粒子（不计重力）以速度为v0从原点O沿x轴正向进入磁场，带电粒子恰好不能飞出磁场。求：
（1）磁场的方向和粒子的比荷。
（2）若将上述粒子的入射点上移至y轴上的A点，将粒子仍以速度v0平行x轴正向射入磁场，若要粒子射出磁场区域后不能通过y轴，则OA的距离至少为多少？
（3）若将上述粒子的入射点上移至y轴上的M点，仍将粒子以速度v0平行x轴正向射入磁场，已知带电粒子通过了磁场边界上的P点，且P点的x值为+，后来粒子轨迹与y轴交于N点，则粒子自M至N运动的时间为多少？
15.（18分）如图所示，在xoy平面的第II象限内有半径为R的圆分别与x轴、y轴相切于P、Q两点，圆内存在垂直于xoy面向外的匀强磁场。在第I象限内存在沿轴y负方向的匀强电场，电场强度为E．一带正电的粒子（不计重力）以速率v0从P点射入磁场后恰好垂直y轴进入电场，最后从M（3R，0）点射出电场，出射方向与x轴正方向夹角为α，且满足α=45°，求：
（1）带电粒子的比荷；
（2）磁场磁感应强度B的大小；
（3）粒子从P点入射磁场到M点射出电场的时间。
【答案】
B 2.A 3.B 4.C 5.D 6.B 7.B 8.AC 9.BCD 10.AC
11. 2 F，方向向上
12.
13.（1）2N （2）1.8N≤G≤4.2N
14.（1）垂直于纸面向里． （2）R （3）
15.（1） （2） （3） +