2020-2021学年高二物理鲁科版（2019）选择性必修第二册单元测试AB卷 第一章 安培力与洛伦兹力（A）卷
文档属性
| 名称 | 2020-2021学年高二物理鲁科版（2019）选择性必修第二册单元测试AB卷 第一章 安培力与洛伦兹力（A）卷 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 476.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-03-13 11:31:17 | ||
图片预览
文档简介
2020-2021学年高二物理鲁科版（2019）选择性必修第二册单元测试AB卷 第一章 安培力与洛伦兹力（A）卷
1.下列关于磁感应强度的说法正确的是( )
A.一小段通电导体放在磁场A处时受到的安培力比放在B处时的大，说明A处的磁感应强度比B处的磁感应强度大
B.由可知，某处的磁感应强度的大小与放入该处的通电导线所受磁场力F成正比，与导线的成反比
C.一小段通电导体在磁场中某处不受安培力作用，则该处的磁感应强度一定为零
D.小磁针N极所指的方向就是该处磁感应强度的方向
2.在下列四幅图中，能正确标明通电直导线所受安培力F方向的是( )
A. B. C. D.
3.在赤道附近沿东西方向水平放置一根导体棒，若通以由西向东的电流，则此导体棒所受安培力的方向为( )
A.向上 B.向下 C.向南 D.向北
4.如图所示，取一段柔软的铝箔条，把它折成天桥状并用胶纸粘牢两端，使蹄形磁铁横跨过“天桥”，当电池与铝箔接通后，下列说法正确的是( )
A.铝箔条中部向磁铁S极运动 B.铝箔条中部向磁铁N极运动
C.铝箔条中部向下方运动 D.铝箔条中部向上方运动
5.运动电荷在磁场中受到洛伦兹力的作用，运动方向会发生偏转，这一点对地球上的生命来说有十分重要的意义.从太阳和其他星体发射出的高能粒子流，称为宇宙射线，在射向地球时，由于地磁场的存在，改变了带电粒子的运动方向，对地球起到了保护作用.如图所示为地磁场对宇宙射线作用的示意图.现有来自宇宙的一束质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这一质子流在进入地球周围的空间时将( )
A.竖直向下沿直线射向地面 B.向东偏转 C.向西偏转 D.向北偏转
6.如图所示，水平导线中有电流I通过，导线正下方电子的初速度方向与电流I的方向相同，均平行于纸面水平向左.下列四幅图是描述电子运动轨迹的示意图，正确的是( )
A. B. C. D.
7.如图所示，在直角三角形的A点和B点处有两根平行的长直导线，分别通有垂直于纸面向外和向里的电流，其电流大小分别为和，，已知通电长直导线形成的磁场在空间某点处的磁感应强度为比例系数，r为该点到通电长直导线的距离，I为通电长直导线中的电流大小.当一电子在C点的速度方向垂直于纸面向外时，所受洛伦兹力方向垂直于向下，则两直导线的电流大小和之比为( )
A. B. C. D.4
8.某空间存在匀强磁场和匀强电场.一个带电粒子(不计重力)以一定初速度射入该空间后，做匀速直线运动；若仅撤除电场，则该粒子做匀速圆周运动.下列因素与完成上述两类运动无关的是( )
A.磁场和电场的方向 B.磁场和电场的强弱 C.粒子的电性和电量 D.粒子入射时的速度
9.带电油滴以水平速度垂直进入磁场，恰好做匀速直线运动，如图所示，若油滴质量为m，磁感应强度为B，则下列说法正确的是( )
A.油滴必带正电荷，电荷量为 B.油滴必带负电荷，比荷
C.油滴必带负电荷，电荷量为 D.油滴带什么电荷都可以，只要满足
10.如图所示，两个速度大小不同的同种带电粒子1、2沿水平方向从同一点垂直射入匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，当它们从磁场下边界飞出时相对入射方向的偏转角分别为90°、60°，则它们在磁场中运动的( )
A.轨迹半径之比为1:2 B.速度之比为2:1 C.时间之比为3:2 D.周期之比为2:1
11.极光是由来自宇宙空间的高能带电粒子流进入地球大气层后，由于地磁场的作用而产生的.如图所示，科学家发现并证实，这些高能带电粒子流向两极做螺旋运动，旋转半径不断减小.此运动形成的原因可能是( )
A.洛伦兹力对粒子做负功，使其动能减小 B.介质阻力对粒子做负功，使其动能减小
C.粒子的带电荷量减小 D.南北两极附近的磁感应强度较强
12.如图所示，一个质量为0.1 g、电荷量为的小滑块(可视为质点)，放在倾角为的足够长固定光滑绝缘斜面顶端，斜面置于的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，小滑块由静止开始沿斜面滑下，小滑块运动一段距离后离开斜面，已知.则( )
A.小滑块带正电 B.小滑块带负电
C. D.小滑块离开斜面的瞬时速率为2 m/s
13.1930年劳伦斯制成世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示.这台加速器由两个铜质D形盒构成，其间留有空隙，下列说法正确的是( )
A.粒子从电场中获得能量
B.粒子获得的最大速度与回旋加速器半径有关
C.粒子获得最大速度与回旋加速器内的电场有关
D.回旋加速器中的电场和磁场交替对带电粒子做功
14.如图所示为磁流体发电机的原理图，将一束等离子体垂直于磁场方向射入磁场，在磁场中有两块金属板，这时金属板上就会聚集电荷，两板间就会产生电压，如果射入的等离子体速度均为v，两金属板间距离为d，板平面的面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于速度方向，负载电阻为R，等离子体充满两板间的空间.当发电机稳定发电时，电流表示数为I，下列说法正确的是( )
A.上极板A带负电 B.两极板间的电动势为
C.板间等离子体的内阻为 D.板间等离子体的电阻率为
15.如图所示，坐标系的第一、二象限内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一质量为m、带电荷量为的粒子从坐标原点O以速度射入磁场，与x轴正方向的夹角为30°，一段时间后另一个质量为m、带电荷量为的粒子以相同的速度(大小、方向均相同)从O点射入磁场，最后两粒子同时从x轴上离开磁场，离开磁场时两粒子相距L.不计粒子的重力和粒子之间的相互作用，求：
(1)磁感应强度B的大小；
(2)两粒子射入磁场的时间差.
答案以及解析
1.答案：D
解析：安培力的大小与的大小有关系，还与B和I的夹角有关系，A错误；公式只是一个计算式，磁感应强度是磁场本身的性质，与放不放通电导体没有关系，B错误；当电流方向与磁场方向平行时，通电导体所受的安培力为零，但该处的磁感应强度不一定为零，C错误；人们规定小磁针N极所指的方向就是该处磁感应强度的方向，D正确.
2.答案：B
解析：根据左手定则判断可知，A中通电直导线所受安培力的方向竖直向下，B中通电直导线所受安培力的方向竖直向下，C中通电直导线所受安培力的方向竖直向下，D中通电直导线所受安培力的方向垂直纸面向外，故B正确.
3.答案：A
解析：赤道处的地磁场方向由南向北，电流方向由西向东，由左手定则可知，安培力的方向竖直向上，选项A正确.
4.答案：D
解析：由题图可知通过铝箔条的电流方向，由左手定则可判断出，铝箔条所受安培力方向向上，因此铝箔条中部向上运动.
5.答案：B
解析：根据地磁场的分布特点可知，地磁场的磁感线从地球的地理南极附近出发，回到地理北极附近，在赤道上空的磁场方向从南向北，平行于地面.质子带正电，由左手定则可知质子会向东偏转，故B正确.
6.答案：A
解析：由安培定则可知，在直导线下方的磁场方向为垂直于纸面向外，根据左手定则可知，电子受到的洛伦兹力向下，电子向下偏转；通电直导线产生的磁场离导线越远，磁感应强度越小，由半径公式知，电子运动的轨迹半径越来越大，故A正确，B、C、D错误.
7.答案：D
解析：电子所受洛伦兹力方向垂直于向下，根据左手定则可知，合磁场方向水平向右；根据安培定则可知，两直导线在C点处产生的磁感应强度方向如图所示，根据平行四边形定则可知，，因，且，联立可得，故D正确.
8.答案：C
解析：带电粒子做匀速直线运动时，由平衡条件知，带电粒子受到的洛伦兹力与电场力平衡，，解得；带电粒子做匀速圆周运动时，由洛伦兹力提供向心力，粒子的速度方向与磁场方向垂直，故带电粒子的运动与磁场和电场的强弱、磁场和电场的方向、粒子入射时的速度有关，与粒子的电荷量和电性无关，选项A、B、D错误，C正确.
9.答案：A
解析：油滴水平向右做匀速直线运动，其所受的洛伦兹力必竖直向上，与重力平衡，根据左手定则可知，油滴带正电荷，其电荷量，故A正确，B、C、D错误.
10.答案：AC
解析：设入射点与匀强磁场下边界距离为h，由几何关系可知粒子1运动的轨迹半径为，粒子2运动的轨迹半径为，故轨迹半径之比为1:2，故A正确；根据公式可知，速度之比等于半径之比，即为1:2，故B错误；由粒子在匀强磁场中运动周期可知，周期之比为1:1，在磁场中运动的时间，时间之比为3:2，故C正确，D错误.
11.答案：BD
解析：粒子受到的洛伦兹力始终与速度垂直，所以洛伦兹力不做功，故A错误；粒子在运动过程中可能受到空气的阻力，对粒子做负功，所以其动能会减小，故B正确；粒子在运动过程中，若电荷量减小，由半径公式可知，轨迹半径是增大的，故C错误；地球南北两极附近的磁感应强度较强，由半径公式可知，轨迹半径是减小的，故D正确.
12.答案：AC
解析：由题意可知，小滑块受到的洛伦兹力垂直斜面向上，根据左手定则可知小滑块带正电，故A正确，B错误；由题意知，当滑块离开斜面时，有，解得，故D错误；小滑块离开斜面之前一直做匀加速直线运动，则，由，解得，故C正确.
13.答案：AB
解析：回旋加速器中的电场对带电粒子做功，粒子在电场中加速，在磁场中偏转，可知粒子从电场中获得能量，故A正确，D错误.根据，得，可知粒子获得的最大速度与回旋加速器半径有关，与回旋加速器内的电场无关，故B正确，C错误.
14.答案：ACD
解析：由左手定则可以判断正电荷受到的洛伦兹力方向向下，所以正电荷会聚集到B板上，负电荷受到的洛伦兹力方向向上，负电荷聚集到A板上，故B板相当于电源的正极，A板相当于电源的负极，故A正确.最终稳定时，电荷所受洛伦兹力和电场力平衡，有，解得，故B错误.根据闭合电路欧姆定律得等离子体的内阻，由电阻定律得，解得，故C、D正确.
15.答案：(1)
(2)
解析：(1)作出两粒子的运动轨迹如图所示，正、负粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则，
由几何关系可得
，
联立解得.
(2)由图可知，正粒子在磁场中的运动轨迹所对应的圆心角为300°，负粒子在磁场中的运动轨迹所对应的圆心角为60°，两粒子做圆周运动的周期均为，则两粒子射入磁场的时间差.
1.下列关于磁感应强度的说法正确的是( )
A.一小段通电导体放在磁场A处时受到的安培力比放在B处时的大，说明A处的磁感应强度比B处的磁感应强度大
B.由可知，某处的磁感应强度的大小与放入该处的通电导线所受磁场力F成正比，与导线的成反比
C.一小段通电导体在磁场中某处不受安培力作用，则该处的磁感应强度一定为零
D.小磁针N极所指的方向就是该处磁感应强度的方向
2.在下列四幅图中，能正确标明通电直导线所受安培力F方向的是( )
A. B. C. D.
3.在赤道附近沿东西方向水平放置一根导体棒，若通以由西向东的电流，则此导体棒所受安培力的方向为( )
A.向上 B.向下 C.向南 D.向北
4.如图所示，取一段柔软的铝箔条，把它折成天桥状并用胶纸粘牢两端，使蹄形磁铁横跨过“天桥”，当电池与铝箔接通后，下列说法正确的是( )
A.铝箔条中部向磁铁S极运动 B.铝箔条中部向磁铁N极运动
C.铝箔条中部向下方运动 D.铝箔条中部向上方运动
5.运动电荷在磁场中受到洛伦兹力的作用，运动方向会发生偏转，这一点对地球上的生命来说有十分重要的意义.从太阳和其他星体发射出的高能粒子流，称为宇宙射线，在射向地球时，由于地磁场的存在，改变了带电粒子的运动方向，对地球起到了保护作用.如图所示为地磁场对宇宙射线作用的示意图.现有来自宇宙的一束质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这一质子流在进入地球周围的空间时将( )
A.竖直向下沿直线射向地面 B.向东偏转 C.向西偏转 D.向北偏转
6.如图所示，水平导线中有电流I通过，导线正下方电子的初速度方向与电流I的方向相同，均平行于纸面水平向左.下列四幅图是描述电子运动轨迹的示意图，正确的是( )
A. B. C. D.
7.如图所示，在直角三角形的A点和B点处有两根平行的长直导线，分别通有垂直于纸面向外和向里的电流，其电流大小分别为和，，已知通电长直导线形成的磁场在空间某点处的磁感应强度为比例系数，r为该点到通电长直导线的距离，I为通电长直导线中的电流大小.当一电子在C点的速度方向垂直于纸面向外时，所受洛伦兹力方向垂直于向下，则两直导线的电流大小和之比为( )
A. B. C. D.4
8.某空间存在匀强磁场和匀强电场.一个带电粒子(不计重力)以一定初速度射入该空间后，做匀速直线运动；若仅撤除电场，则该粒子做匀速圆周运动.下列因素与完成上述两类运动无关的是( )
A.磁场和电场的方向 B.磁场和电场的强弱 C.粒子的电性和电量 D.粒子入射时的速度
9.带电油滴以水平速度垂直进入磁场，恰好做匀速直线运动，如图所示，若油滴质量为m，磁感应强度为B，则下列说法正确的是( )
A.油滴必带正电荷，电荷量为 B.油滴必带负电荷，比荷
C.油滴必带负电荷，电荷量为 D.油滴带什么电荷都可以，只要满足
10.如图所示，两个速度大小不同的同种带电粒子1、2沿水平方向从同一点垂直射入匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，当它们从磁场下边界飞出时相对入射方向的偏转角分别为90°、60°，则它们在磁场中运动的( )
A.轨迹半径之比为1:2 B.速度之比为2:1 C.时间之比为3:2 D.周期之比为2:1
11.极光是由来自宇宙空间的高能带电粒子流进入地球大气层后，由于地磁场的作用而产生的.如图所示，科学家发现并证实，这些高能带电粒子流向两极做螺旋运动，旋转半径不断减小.此运动形成的原因可能是( )
A.洛伦兹力对粒子做负功，使其动能减小 B.介质阻力对粒子做负功，使其动能减小
C.粒子的带电荷量减小 D.南北两极附近的磁感应强度较强
12.如图所示，一个质量为0.1 g、电荷量为的小滑块(可视为质点)，放在倾角为的足够长固定光滑绝缘斜面顶端，斜面置于的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，小滑块由静止开始沿斜面滑下，小滑块运动一段距离后离开斜面，已知.则( )
A.小滑块带正电 B.小滑块带负电
C. D.小滑块离开斜面的瞬时速率为2 m/s
13.1930年劳伦斯制成世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示.这台加速器由两个铜质D形盒构成，其间留有空隙，下列说法正确的是( )
A.粒子从电场中获得能量
B.粒子获得的最大速度与回旋加速器半径有关
C.粒子获得最大速度与回旋加速器内的电场有关
D.回旋加速器中的电场和磁场交替对带电粒子做功
14.如图所示为磁流体发电机的原理图，将一束等离子体垂直于磁场方向射入磁场，在磁场中有两块金属板，这时金属板上就会聚集电荷，两板间就会产生电压，如果射入的等离子体速度均为v，两金属板间距离为d，板平面的面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于速度方向，负载电阻为R，等离子体充满两板间的空间.当发电机稳定发电时，电流表示数为I，下列说法正确的是( )
A.上极板A带负电 B.两极板间的电动势为
C.板间等离子体的内阻为 D.板间等离子体的电阻率为
15.如图所示，坐标系的第一、二象限内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一质量为m、带电荷量为的粒子从坐标原点O以速度射入磁场，与x轴正方向的夹角为30°，一段时间后另一个质量为m、带电荷量为的粒子以相同的速度(大小、方向均相同)从O点射入磁场，最后两粒子同时从x轴上离开磁场，离开磁场时两粒子相距L.不计粒子的重力和粒子之间的相互作用，求：
(1)磁感应强度B的大小；
(2)两粒子射入磁场的时间差.
答案以及解析
1.答案：D
解析：安培力的大小与的大小有关系，还与B和I的夹角有关系，A错误；公式只是一个计算式，磁感应强度是磁场本身的性质，与放不放通电导体没有关系，B错误；当电流方向与磁场方向平行时，通电导体所受的安培力为零，但该处的磁感应强度不一定为零，C错误；人们规定小磁针N极所指的方向就是该处磁感应强度的方向，D正确.
2.答案：B
解析：根据左手定则判断可知，A中通电直导线所受安培力的方向竖直向下，B中通电直导线所受安培力的方向竖直向下，C中通电直导线所受安培力的方向竖直向下，D中通电直导线所受安培力的方向垂直纸面向外，故B正确.
3.答案：A
解析：赤道处的地磁场方向由南向北，电流方向由西向东，由左手定则可知，安培力的方向竖直向上，选项A正确.
4.答案：D
解析：由题图可知通过铝箔条的电流方向，由左手定则可判断出，铝箔条所受安培力方向向上，因此铝箔条中部向上运动.
5.答案：B
解析：根据地磁场的分布特点可知，地磁场的磁感线从地球的地理南极附近出发，回到地理北极附近，在赤道上空的磁场方向从南向北，平行于地面.质子带正电，由左手定则可知质子会向东偏转，故B正确.
6.答案：A
解析：由安培定则可知，在直导线下方的磁场方向为垂直于纸面向外，根据左手定则可知，电子受到的洛伦兹力向下，电子向下偏转；通电直导线产生的磁场离导线越远，磁感应强度越小，由半径公式知，电子运动的轨迹半径越来越大，故A正确，B、C、D错误.
7.答案：D
解析：电子所受洛伦兹力方向垂直于向下，根据左手定则可知，合磁场方向水平向右；根据安培定则可知，两直导线在C点处产生的磁感应强度方向如图所示，根据平行四边形定则可知，，因，且，联立可得，故D正确.
8.答案：C
解析：带电粒子做匀速直线运动时，由平衡条件知，带电粒子受到的洛伦兹力与电场力平衡，，解得；带电粒子做匀速圆周运动时，由洛伦兹力提供向心力，粒子的速度方向与磁场方向垂直，故带电粒子的运动与磁场和电场的强弱、磁场和电场的方向、粒子入射时的速度有关，与粒子的电荷量和电性无关，选项A、B、D错误，C正确.
9.答案：A
解析：油滴水平向右做匀速直线运动，其所受的洛伦兹力必竖直向上，与重力平衡，根据左手定则可知，油滴带正电荷，其电荷量，故A正确，B、C、D错误.
10.答案：AC
解析：设入射点与匀强磁场下边界距离为h，由几何关系可知粒子1运动的轨迹半径为，粒子2运动的轨迹半径为，故轨迹半径之比为1:2，故A正确；根据公式可知，速度之比等于半径之比，即为1:2，故B错误；由粒子在匀强磁场中运动周期可知，周期之比为1:1，在磁场中运动的时间，时间之比为3:2，故C正确，D错误.
11.答案：BD
解析：粒子受到的洛伦兹力始终与速度垂直，所以洛伦兹力不做功，故A错误；粒子在运动过程中可能受到空气的阻力，对粒子做负功，所以其动能会减小，故B正确；粒子在运动过程中，若电荷量减小，由半径公式可知，轨迹半径是增大的，故C错误；地球南北两极附近的磁感应强度较强，由半径公式可知，轨迹半径是减小的，故D正确.
12.答案：AC
解析：由题意可知，小滑块受到的洛伦兹力垂直斜面向上，根据左手定则可知小滑块带正电，故A正确，B错误；由题意知，当滑块离开斜面时，有，解得，故D错误；小滑块离开斜面之前一直做匀加速直线运动，则，由，解得，故C正确.
13.答案：AB
解析：回旋加速器中的电场对带电粒子做功，粒子在电场中加速，在磁场中偏转，可知粒子从电场中获得能量，故A正确，D错误.根据，得，可知粒子获得的最大速度与回旋加速器半径有关，与回旋加速器内的电场无关，故B正确，C错误.
14.答案：ACD
解析：由左手定则可以判断正电荷受到的洛伦兹力方向向下，所以正电荷会聚集到B板上，负电荷受到的洛伦兹力方向向上，负电荷聚集到A板上，故B板相当于电源的正极，A板相当于电源的负极，故A正确.最终稳定时，电荷所受洛伦兹力和电场力平衡，有，解得，故B错误.根据闭合电路欧姆定律得等离子体的内阻，由电阻定律得，解得，故C、D正确.
15.答案：(1)
(2)
解析：(1)作出两粒子的运动轨迹如图所示，正、负粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则，
由几何关系可得
，
联立解得.
(2)由图可知，正粒子在磁场中的运动轨迹所对应的圆心角为300°，负粒子在磁场中的运动轨迹所对应的圆心角为60°，两粒子做圆周运动的周期均为，则两粒子射入磁场的时间差.