高中物理人教版（2019）選擇性必修二第一章安培力與洛倫茲...

更新時間：2023-01-05 瀏覽次數(shù)：60 類型：單元試卷

一、單選題

1. (2023高二下·賓縣月考) 如圖所示，兩平行金屬板之間有豎直向下的勻強電場E和垂直紙面向里的勻強磁場B，一帶負電的粒子（重力不計）以速度 $\text{[math]}$ 水平向右飛入兩板之間，恰能沿直線飛出，下列判斷正確的是（　?。?

A . 粒子一定做勻速直線運動 B . 若只增大粒子速度 $\text{[math]}$ ，其運動軌跡仍是直線 C . 若只增加粒子的電量，其運動軌跡將向上偏轉 D . 若粒子以速度 $\text{[math]}$ 從右向左水平飛入，其運動軌跡是拋物線

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2. (2022高二上·丹東月考) 如圖所示，在傾角 $\text{[math]}$ 的光滑軌道上，質量 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 桿放在軌道上，軌道間距 $\text{[math]}$ ，電流 $\text{[math]}$ 。當加上垂直于桿 $\text{[math]}$ 的某一方向的勻強磁場后，桿 $\text{[math]}$ 處于靜止狀態(tài)，g取10m/s² ，則所加磁場的磁感應強度可能為（　　）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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3. (2022高二上·丹東月考) 利用磁場可以對帶電粒子的運動進行控制，如圖所示，空間存在垂直紙面向外的勻強磁場，P點為紙面內一離子源，可以沿紙面向各方向發(fā)射速度大小相同的同種正離子。同一紙面內距P點為5r的Q點處有一以Q點為圓心、半徑為r的圓形擋板。已知正離子在磁場中做圓周運動的軌道半徑為3r，離子打到擋板上時被擋板吸收。則擋板上被離子打中的長度與擋板總長度的比值為（　?。?

A . 210 ∶ 360 B . 217 ∶ 360 C . 233 ∶ 360 D . 240 ∶ 360

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4. (2022高二上·撫順期中) 回旋加速器原理如圖所示，置于真空中的 $\text{[math]}$ 形金屬盒的半徑為 $\text{[math]}$ ，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過狹縫的時間可忽略；磁感應強度為 $\text{[math]}$ 的勻強磁場與盒面垂直，交流電源的頻率為 $\text{[math]}$ ，加速電壓為 $\text{[math]}$ 。若A處粒子源產生質子的質量為 $\text{[math]}$ 、電荷量為 $\text{[math]}$ ，下列說法正確的是（）

A . 若只增大交流電壓 $\text{[math]}$ ，則質子獲得的最大動能增大 B . 質子在回旋加速器中做圓周運動的周期隨回旋半徑的增大而增大 C . 若只增大 $\text{[math]}$ 形金屬盒的半徑，則質子離開加速器的時間變長 D . 若磁感應強度 $\text{[math]}$ 增大，則交流電頻率 $\text{[math]}$ 必須適當減小，加速器才能正常工作

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5. (2022高二上·安陽期中) 如圖，空間有一無限大正交的電磁場，電場強度為E，方向豎直向下；磁感應強度為B，方向垂直于紙面向外。電磁場中有一內壁光滑豎直放置的絕緣長筒，其底部有一帶電量為-q（q>0），質量為 $\text{[math]}$ 的小球，g為重力加速度，小球直徑略小于圓筒?，F(xiàn)圓筒在外力作用下以大小為v₀的初速度向右做勻速直線運動。下列說法正確的是（）

A . 圓筒開始運動之前，其底部受到的壓力為qE B . 小球相對于圓筒做勻加速直線運動 C . 洛倫茲力做正功 D . 小球從圓筒中飛出后將做斜拋運動

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6. (2022高三上·廣西開學考) 如圖所示，初速度為零的 $\text{[math]}$ 粒子和質子分別經過相同的加速電場后，沿垂直磁感應強度方向進入勻強磁場Ⅰ區(qū)域，接著進入勻強磁場Ⅱ區(qū)域。已知磁場Ⅰ、Ⅱ的磁感應強度大小分別為 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，且 $\text{[math]}$ ，下列說法正確的是（）

A . 粒子自磁場Ⅰ區(qū)域進入磁場Ⅱ區(qū)域線速度大小均減小，角速度均減小 B . 粒子自磁場Ⅰ區(qū)域進入磁場Ⅱ區(qū)域向心加速度大小均變小，周期均變小 C . 無論在磁場Ⅰ區(qū)域還是在磁場Ⅱ區(qū)域中， $\text{[math]}$ 粒子的軌跡半徑均小于質子軌跡半徑 D . 無論在磁場Ⅰ區(qū)域還是在磁場Ⅱ區(qū)域中， $\text{[math]}$ 粒子的周期均大于質子的周期

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7. (2022高二下·寧波期末) 將一帶正電的小球用同一根絕緣細線先后懸掛于勻強電場和勻強磁場中，如圖所示，電場的方向豎直向下，磁場的方向垂直紙面向外。小球偏離豎直方向相同角度靜止釋放，均能在豎直面內來回擺動（繩子始終處于張緊狀態(tài)），下列關于小球在擺動過程中的說法正確是（）

A . 無論在電場還是磁場中，小球位置越低細線上張力越大 B . 無論在電場還是磁場中，小球在擺動過程中機械能守恒 C . 小球在電場中的周期等于在磁場中的周期 D . 小球在電場中的最大速度大于在磁場中的最大速度

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8. (2024高二上·江蘇期末) 空間存在著勻強磁場和勻強電場，磁場的方向垂直于紙面（ $\text{[math]}$ 平面）向里，電場的方向沿y軸正方向。一帶正電的粒子在電場和磁場的作用下，從坐標原點O由靜止開始運動。下列四幅圖中，可能正確描述該粒子運動軌跡的是（）

A . B . C . D .

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二、多選題

9. (2022高二上·云南月考) 如圖所示，在直線AB上方存在著范圍足夠大、方向垂直紙面向里的勻強磁場。一重力不計的負電荷從О點以速度 $\text{[math]}$ 垂直AB進入磁場，經過時間t運動到磁場中的C點。已知OC連線與初速度 $\text{[math]}$ 的夾角為 $\text{[math]}$ ，下列說法正確的是（　?。?

A . 該電荷從О點運動至C點的過程中，速度偏轉角是 $\text{[math]}$ B . 該電荷在磁場中運動的時間是 $\text{[math]}$ C . 該電荷在磁場中運動的半徑是 $\text{[math]}$ D . 若僅減小該電荷的入射速度的大小，經過時間t該電荷的速度偏轉角一定小于 $\text{[math]}$

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10. (2023高二上·陸良期末) 如圖所示，在直角坐標系xOy第一象限內x軸上方存在磁感應強度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場，在y軸上S處有一粒子源，它可向右側紙面內各個方向射出速率相等的質量大小均為m ，電荷量大小均為q的同種帶電粒子，所有粒子射出磁場時離S最遠的位置是x軸上的P點。已知OP＝ $\text{[math]}$ OS＝ $\text{[math]}$ d ，粒子帶負電，粒子重力及粒子間的相互作用均不計，則（　?。?

A . 粒子的速度大小為 $\text{[math]}$ B . 從O點射出的粒子在磁場中的運動時間為 $\text{[math]}$ C . 沿平行x軸正方向射入的粒子離開磁場時的位置到O點的距離為 $\text{[math]}$ d D . 從x軸上射出磁場的粒子在磁場中運動的最長時間與最短時間之比為9：4

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11. (2022高二上·洛陽期中) 質譜儀的原理如圖所示，虛線AD上方區(qū)域處在垂直紙面向外的勻強磁場中，C、D處有一熒光屏．同位素離子源產生a、b兩種電量相同的離子，無初速度進入加速電場，經同一電壓加速后，垂直進入磁場，a離子恰好打在熒光屏C點，b離子恰好打在D點．離子重力不計．則（）

A . a離子質量比b的大 B . a離子質量比b的小 C . a離子在磁場中的運動時間比b的短 D . a，b離子在磁場中的運動時間相等

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12. (2022高三上·衡水月考) 如圖所示，距離為L的豎直虛線P與Q之間分布著豎直向下的勻強電場，A為虛線P上一點，C為虛線Q上一點，水平虛線CD與CF之間分布著垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應強度大小為B，虛線CF與虛線Q之間的夾角 $\text{[math]}$ 。質量為m、電荷量為q的粒子從A點以水平初速度 $\text{[math]}$ 射出，恰好從C點射入磁場，速度與水平方向的夾角也為 $\text{[math]}$ ，粒子重力可忽略不計，下列說法正確的是（　?。?

A . C點與A點間的豎直距離為 $\text{[math]}$ B . 電場強度大小為 $\text{[math]}$ C . 粒子在磁場中運動的軌跡半徑為 $\text{[math]}$ D . 粒子在磁場中運動的時間為 $\text{[math]}$

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三、實驗探究題

13. (2022高二上·丹東月考) 電磁血流量計是基于法拉第電磁感應定律，運用在心血管手術和有創(chuàng)外科手術的精密監(jiān)控儀器，可以測量血管內血液的流速。如圖甲所示，某段監(jiān)測的血管可視為規(guī)則的圓柱體模型，其前后兩個側面 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 上固定兩塊豎直正對的金屬電極板（未畫出，電阻不計），磁感應強度大小為 $\text{[math]}$ 的勻強磁場方向豎直向下，血液中的正負離子隨血液一起從左至右水平流動，則 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 電極間存在電勢差。
1. （1）若用多用電表監(jiān)測 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 電極間的電勢差，則圖甲中與 $\text{[math]}$ 相連的是多用電表的色表筆（選填“紅”或“黑”）；
2. （2）某次監(jiān)測中，用多用電表的“ $\text{[math]}$ ”擋測出 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 電極間的電勢差 $\text{[math]}$ ，如圖乙所示，則 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ；
3. （3）若 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 電極間的距離 $\text{[math]}$ 為 $\text{[math]}$ ，血管壁厚度不計，結合（2）中數(shù)據(jù)可估算出血流速度為 $\text{[math]}$ （結果保留兩位有效數(shù)字）；
4. （4）為了測量動脈血流接入電路的電阻，某小組在 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 間設計了如圖丙所示的測量電路。閉合開關 $\text{[math]}$ ，調節(jié)電阻箱的阻值，由多組靈敏電流計 $\text{[math]}$ 的讀數(shù) $\text{[math]}$ 和電阻箱的示數(shù) $\text{[math]}$ ，繪制出 $\text{[math]}$ 圖像為一條傾斜的直線，且該直線的斜率為 $\text{[math]}$ ，縱截距為 $\text{[math]}$ ，如圖丁所示。已知靈敏電流計 $\text{[math]}$ 的內阻為 $\text{[math]}$ ，則血液接入電路的電阻為（用題中的字母 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 表示）。
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四、綜合題

14. (2022高三上·沈陽月考) 如圖所示，一半徑為R的圓與x軸相切于原點O，圓內有直于紙面向外的勻強磁場，磁感應強度大為B。與x軸垂直的豎直虛線與磁場最右端相切，其右側的第Ⅰ象限內存在沿-y方向的勻強電場?，F(xiàn)有一束比荷為 $\text{[math]}$ 的帶正電粒子沿著+y方向從原點O射入磁場，粒子離開磁場時方向沿x軸正方向，進入電場后，經電場偏轉打到x軸上坐標為（3R，0）的點，不計粒子的重力，求：
1. （1）粒子射入磁場時的速度；
2. （2）電場強度的大?。?
3. （3）若僅使從O點射入的帶電粒子初速度方向與-x軸方向成30°角，求粒子從O點出發(fā)到再次打到x軸上所用的時間。
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15. (2022高二上·丹東月考) 如圖所示，在平面直角坐標系第Ⅲ象限內充滿沿＋y 方向的勻強電場，第Ⅰ象限的某個圓形區(qū)域內有垂直于紙面的勻強磁場（電場、磁場均未畫出）；一個比荷為 $\text{[math]}$ =K的帶電粒子以大小為 v0 的初速度自點 P（－2 $\text{[math]}$ d，-d）；沿＋x 方向運動，恰經原點 O 進入第Ⅰ象限，粒子穿過勻強磁場后，最終從 x 軸上的點 Q（9d，0）沿－y 方向進入第Ⅳ象限；已知該勻強磁場的磁感應強度 B＝ $\text{[math]}$ ，不計粒子重力。求：
1. （1）第Ⅲ象限內勻強電場的電場強度的大小；
2. （2）粒子在勻強磁場中運動的半徑及時間 t_B；
3. （3）圓形磁場區(qū)的最小面積 S_min。
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16. (2023高二上·十堰期末) 如圖所示，靜止于A處的帶正電粒子，經加速電場加速后沿圖中四分之一虛線圓弧通過靜電分析器，從 $\text{[math]}$ 點垂直 $\text{[math]}$ 豎直向上進入矩形區(qū)域的有界勻強磁場（磁場方向如圖所示，其中 $\text{[math]}$ 為勻強磁場的邊界）。靜電分析器通道內有均勻輻向分布的電場，方向如圖所示。已知加速電場的電壓 $\text{[math]}$ （只表示電壓的大?。妶鲋刑摼€圓弧的半徑為 $\text{[math]}$ ，粒子的質量為 $\text{[math]}$ 、電荷量為 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，粒子所受重力不計。
1. （1）求粒子經過輻向電場時其所在處的電場強度大小 $\text{[math]}$ ；
2. （2）若要使帶電粒子只能打在 $\text{[math]}$ 邊上，求磁感應強度 $\text{[math]}$ 滿足的條件；
3. （3）調節(jié)磁場強弱可以使粒子打在 $\text{[math]}$ 邊上不同位置，求在能到達 $\text{[math]}$ 邊的粒子中，離 $\text{[math]}$ 點最遠的粒子在磁場中運動的時間。
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17. (2022高三上·葫蘆島期中) 如圖所示，直角坐標系xOy位于豎直平面內，在水平的x軸下方存在勻強磁場和勻強電場，磁場的磁感應強度為B，方向垂直xOy平面向里，電場線平行于y軸。一質量為m、電荷量為q的帶正電的小球，從y軸上的A點水平向右拋出，經x軸上的M點進入電場和磁場，恰能做勻速圓周運動，從x軸上的N點第一次離開電場和磁場，MN之間的距離為L，小球過M點時的速度方向與x軸的方向夾角為 $\text{[math]}$ ，不計空氣阻力，重力加速度為g，求
1. （1）電場強度E的大小和方向；
2. （2）小球從A點拋出時初速度v₀的大?。?
3. （3） A點到x軸的高度h。
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18. (2022高三上·浙江月考) 中國“人造太陽”在核聚變實驗方面取得新突破，該裝置中用電磁場約束和加速高能離子，其部分磁場簡化模型如圖所示，在三維坐標系Oxyz中，3d<z<5d空間內充滿勻強磁場I，磁感應強度大小為B，方向沿x軸正方向；0<z<3d的空間內充滿勻強磁場II，磁感應強度大小為0.5B，方向平行于xOy平面，與x軸正方向夾角為60°（如圖所示）；質量為m，帶電量為+q的離子甲從A點（0，0，3d）以一定速度沿z軸正方向進入磁場I。不計離子重力。
1. （1）若使離子甲進入磁場后始終在磁場中運動，求進入磁場時的最大速度v_m；
2. （2）離子甲以 $\text{[math]}$ 的速度第一次經過z=3d平面從A點沿z軸正方向進入磁場I，求第四次穿過z=3d平面的位置坐標（用d表示）；
3. （3）當離子甲以 $\text{[math]}$ 的速度從A點進入磁場I時，質量為4m、帶電量為+q的離子乙也從A點沿z軸正方向以相同的動能同時進入磁場I，求兩離子進入磁場后，到達它們運動軌跡第一個交點的時間差 $\text{[math]}$ （忽略離子間相互作用）。
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