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2019人教版选择性必修第二册 第一章 安培力与洛伦兹力 素养检测 提升练习

2019人教版选择性必修第二册 第一章 安培力与洛伦兹力 素养检测 提升练习

一、单选题添加题型下试题

难度: 0.85 | 2018·巨野县第一中学高二开学考试 典型 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,受到的磁场力比B处的大,说明A处的磁感应强度比B处的磁感应强度大
B.由eqIdf1816b123b6d4c929a58ae8056818f14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IL成反比
C.一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用,则该处磁感应强度一定为零
D.小磁针N极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向

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2. 如图所示,在直角三角形ABC的A点和B点分别固定一垂直纸面向外和向里的无限长通电直导线,其电流强度分别为IA和IB,∠A=30°,已知通电直导线形成的磁场在空间某点处的磁感应强度,k为比例系数,R为该点到导线的距离,I为导线的电流强度。当一电子在C点的速度方向垂直纸面向外时,所受洛伦兹力方向垂直BC向下,则两直导线的电流强度IA和IB之比为
figure
A.B.C.D.4

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3. 如图所示,方形玻璃管中有NaCl的水溶液,沿x轴正方向流动,沿y轴正向加恒定的匀强磁场B.图中ab是垂直于z轴方向上玻璃管的前后两内侧面,则(   )
figure
A.a处电势低于b处电势
B.a处钠离子浓度大于b处钠离子浓度
C.溶液的上表面电势高于下表面的电势
D.溶液的上表面处的氯离子浓度大于下表面处的氯离子浓度

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4. 质谱仪是测带电粒子质量和分析同位素的一种仪器,它的工作原理是带电粒子(不计重力)经同一电场加速后垂直进入同一匀强磁场做圆周运动,然后利用相关规律计算出带电粒子的质量。其工作原理如图所示,虚线为某粒子的运动轨迹,由图可知(    )
说明: figure
A.此粒子带负电
B.下极板eqIdc36de5c6d722440e9911d9802c4068f8比上极板eqIde0b0a69153d74086acac0f2b28878dec电势高
C.若只增大加速电压eqId5a8cb5be088a4cca9067d3d9d8bf2802,则半径eqIdd9026ce1966847eb86a5e13345fed583变大
D.若只增大入射粒子的质量,则半径eqIdd9026ce1966847eb86a5e13345fed583变小

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5. 如图所示,在eqIdc0cf9a844d114ba798e4be1bbb0fd0aceqId420353b227a24cb1abb633b8993a6a8b的长方形区域有垂直于xoy平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B.坐标原点O处有一个粒子源,在某时刻发射大量质量为m、电荷量为q的带正电粒子(重力不计),它们的速度方向均在xoy平面内的第一象限,且与y轴正方向的夹角分布在0~eqId64a38724e69d45a485983041ab8d6dda范围内,速度大小不同,且满足eqId29b870a2036047529ae8926c9006760b.已知粒子在磁场中做圆周运动的周期为T,则下列说法正确的是(    )
figure
A.最先从磁场上边界飞出的粒子经历的时间为eqId2d9185264138461cac52c1d17ab3ad38
B.最先从磁场上边界飞出的粒子经历的时间大于eqId2d9185264138461cac52c1d17ab3ad38
C.最后从磁场中飞出的粒子经历的时间为eqIdd2fe06db928b4f8ab03806a6bf199680
D.最后从磁场中飞出的粒子经历的时间小于eqIdd2fe06db928b4f8ab03806a6bf199680

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6. 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MN与直流电源两端相接,已如导体棒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
figure
A.2FB.1.5FC.0.5FD.0

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7. 一匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外,其边界如图中虚线所示,eqId1530ce15fba9433fa7cbf639ef16be02为半圆,acbd与直径ab共线,ac间的距离等于半圆的半径。一束质量为m、电荷量为qq>0)的粒子,在纸面内从c点垂直于ac射入磁场,这些粒子具有各种速率。不计粒子之间的相互作用。在磁场中运动时间最长的粒子,其运动时间为(  )
figure
A.eqIde1b08f843c7b4e718b2d783b78feacc0B.eqId21f33601c4dc454fa0b9bf929eb9212cC.eqId97ece2faa90b47ce8919d03a95f36a09D.eqIde97876eeb4284f8fa22a43738b0040d5

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8. 如图,边长为l的正方形abcd内存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面(abcd所在平面)向外.ab边中点有一电子发源O,可向磁场内沿垂直于ab边的方向发射电子.已知电子的比荷为k.则从ad两点射出的电子的速度大小分别为
figure
A.eqId968ad8798a5b4aa582c4850d163a3cfbeqIdb2bfa32d519f44deb74fa106e1476de7B.eqId968ad8798a5b4aa582c4850d163a3cfbeqId7bc9029a3c134e18b6b8321657740b34
C.eqId311eaa91804c42d99b824726e2311a7ceqIdb2bfa32d519f44deb74fa106e1476de7D.eqId311eaa91804c42d99b824726e2311a7ceqId7bc9029a3c134e18b6b8321657740b34

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9. 如图,虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场,P为磁场边界上的一点.大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点,在纸面内沿不同方向射入磁场.若粒子射入速率为v1,这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上;若粒子射入速率为v2,相应的出射点分布在三分之一圆周上.不计重力及带电粒子之间的相互作用.则v2v1为(  )
figure
A.eqIda2a0ce3781fa4c26b624f5966b7dee44∶2B.eqId65021072e3ee4edc934739d219c8c5e2∶1
C.eqIda2a0ce3781fa4c26b624f5966b7dee44∶1D.3∶eqId65021072e3ee4edc934739d219c8c5e2

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10. 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eqId22c698152ec44eb4bf7ee24154f08915B、方向均垂直于纸面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为qq>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。粒子在磁场中运动的时间为
figure
A.eqIdcb4c9f4df057433290fba66059cda500B.eqId6756c8b6d30b42649ebcdc5cdb96d994C.eqIda2efd9574d5b4a9cbec1d2f0d2b3cf23D.eqId0d2f695cbba24fc4804e65452fae62e9

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11. CT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称,CT扫描机可用于对多种病情的探测。图(a)是某种CT机主要部分的剖面图,其中X射线产生部分的示意图如图(b)所示。图(b)中MN之间有一电子束的加速电场,虚线框内有匀强偏转磁场;经调节后电子束从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进,打到靶上,产生X射线(如图中带箭头的虚线所示);将电子束打到靶上的点记为P点。则(  )
figure
A.M处的电势高于N处的电势
B.增大MN之间的加速电压可使P点左移
C.偏转磁场的方向垂直于纸面向外
D.增大偏转磁场磁感应强度的大小可使P点左移

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12. 笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件.当显示屏开启时磁体远离霍尔元件,电脑正常工作:当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件,屏幕熄灭,电脑进入休眠状态.如图所示,一块宽为eqId70a27b6ddf6b478285353abb3b1f3741、长为eqIdad7cefefaba947e1a168bca491c4fca1的矩形半导体霍尔元件,元件内的导电粒子是电荷量为eqIdf035b8f27d4645bb9f6a66f4a3f51918的自由电子,通入方向向右的电流时,电子的定向移动速度为eqId07807796ea1f4f188b06a37dc6d458f5.当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中,于是元件的前、后表面间出现电压eqId5a8cb5be088a4cca9067d3d9d8bf2802,以此控制屏幕的熄灭.则元件的(   )
figure
A.前表面的电势比后表面的低
B.前、后表面间的电压eqId5a8cb5be088a4cca9067d3d9d8bf2802eqId07807796ea1f4f188b06a37dc6d458f5无关
C.前、后表面间的电压eqId5a8cb5be088a4cca9067d3d9d8bf2802eqIdad7cefefaba947e1a168bca491c4fca1成正比
D.自由电子受到的洛伦兹力大小为eqIdfdb616a2a2f241f8ae5dbc34b888ad55

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13. 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

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14. 如图所示,空间某区域存在匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向上(与纸面平行),磁场方向垂直于纸面向里,三个带正电的微粒abc电荷量相等,质量分别为mambmc,已知在该区域内,a在纸面内做匀速圆周运动,b在纸面内向右做匀速直线运动,c在纸面内向左做匀速直线运动,下列选项正确的是(  )
figure
A.maeqId26c68a5adcee40a8b6edcb0d126dc0c7mbeqId26c68a5adcee40a8b6edcb0d126dc0c7mcB.mbeqId26c68a5adcee40a8b6edcb0d126dc0c7maeqId26c68a5adcee40a8b6edcb0d126dc0c7mc
C.mceqId26c68a5adcee40a8b6edcb0d126dc0c7maeqId26c68a5adcee40a8b6edcb0d126dc0c7mbD.mceqId26c68a5adcee40a8b6edcb0d126dc0c7mbeqId26c68a5adcee40a8b6edcb0d126dc0c7ma

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15. 如图所示,在方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中,有一质量为m、电荷量为q的带正电小球由长度为L的绝缘细绳与悬点相连,将小球置于恰好使细绳水平伸直的位置并从静止释放.不计空气阻力,则对小球从释放到第一次到达最低点的过程,下列说法正确的是(   )
figure
A.小球运动至最低点时速度为eqId922a65e348324ab084955b0dc12e53a1
B.小球在运动过程中受到的洛伦兹力方向始终与细绳垂直
C.小球在运动过程中受到的洛伦兹力的瞬时功率先增大,后减小
D.小球在运动至最低点时细绳对小球的拉力大小为eqId4db509ecb0724d468543397153b1ef9c

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16. 如图所示,带负电的物块A放在足够长的不带电的绝缘小车B上,两者均保持静止,置于垂直于纸面向里的匀强磁场中,在t=0时刻用水平恒力F向左推小车B.已知地面光滑,AB接触面粗糙,A所带电荷量保持不变,图中是关于AB的速度随时间变化的图像及AB之间摩擦力随时间变化的图像,其中大致正确的是(  )
figure
A.figure
B.figure
C.figure
D.figure

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17. 如图所示,在区域I和区域II内分别存在着与纸面垂直的匀强磁场,一带电粒子沿着弧线apb由区域I运动到区域II.已知圆弧ap与圆弧pb的弧长之比为2∶1,下列说法正确的是(   )
A.粒子在区域I和区域II中的速率之比为2∶1
B.粒子通过圆弧ap、pb的时间之比为2∶1
C.圆弧ap与圆弧pb对应的圆心角之比为2∶1
D.区域I和区域II的磁场方向相反

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18. 如图,三根相互平行的固定长直导线L1、L2和 L3两两等距,均通有电流I,L1中电流方向与L2中的相同,与L3中的相反,下列说法正确的是(    )
figure
A.L1所受磁场作用力的方向与 L2、L3所在平面垂直
B.L3所受磁场作用力的方向与 L1、L2所在平面垂直
C.L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为eqId7745ab6e9b5440ebb56696a3977ed40b
D.L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为eqId2bcec4ed3f1442a09d65b1f50d72d243

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19. 某同学自制的简易电动机示意图如图所示.矩形线圈由一根漆包线绕制而成,漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出,并作为线圈的转轴.将线圈架在两个金属支架之间,线圈平面位于竖直面内,永磁铁置于线圈下方.为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来,该同学应将(  )
figure
A.左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉
B.左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉
C.左转轴上侧的绝缘漆刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉
D.左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉

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20. 如图所示,两光滑平行金属导轨间的距离L=0.4m,金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°,在导轨所在平面内,分布着方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场.现把一个质量m=0.04kg的导体棒ab垂直放在金属导轨上,当接通电源后,导轨中通过的电流恒为I=1.5A时,导体棒恰好静止,g取10m/s2.已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求:
figure
(1)磁场的磁感应强度为多大?
(2)若突然只将磁场方向变为竖直向上,其他条件不变,则磁场方向改变后的瞬间,导体棒的加速度为多少?

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21. 如图所示,直线MN、PQ相互平行,在直线MN的上方,存在一垂直于直线MN、PQ所在平面的匀强磁场。一带电粒子(不计重力)在MN、PQ所在平面内沿着直线PQ的夹角eqIdf9db0aee08264a238b9741675591065e=60°的方向从直线PQ上的A点射出,经过eqId76f6ee446ee643fe9f9519a961214515时间穿越直线MN、PQ间的区域进入磁场,然后返回到A点。已知直线MN、PQ间的距离为eqId46ef357a801547a9af12a6fc253779d8,磁场的磁感应强度大小为eqIdc35cbb3c48ad4cd8b2d17d12e0a9c3ba
figure
(1)求粒子射入磁场的速度v;
(2)求粒子的比荷eqId2653a5686f254648a284c9aab0eca350
(3)若粒子从A点射出时的位置及速度不变,而将直线PQ向下平移距离eqIdcb9b2b8bd99c447bbccaaa8a411aa71b,且在直线PQ下方施加另一垂直于直线MN、PQ所在平面的匀强磁场,之后粒子将沿着某一固定的轨迹运动,求所加磁场的磁感应强度大小eqIde660daa143d5431e96530c61b610d572

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22. 如图所示,坐标平面第Ⅰ象限内存在水平向左的匀强电场,在y轴左侧区域存在宽度为a=0.3m的垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B(大小可调节)。现有比荷为eqId2653a5686f254648a284c9aab0eca350=2.5×109 C / kg的带正电粒子从x轴上的A点以一定初速度v0垂直x轴射入电场,且以v=4×107m/s,方向与y轴正向成60°的速度经过P点进入磁场,OP=eqId9a19f81624ec431494b1feeb88f12bdfOAOA=0.1m,不计重力。求:
(1)粒子在A点进入电场的初速度v0为多少;
(2)要使粒子不从CD边界射出,则磁感应强度B的取值范围;
(3)当磁感应强度为某值时,粒子经过磁场后,刚好可以回到A点,求此磁感应强度.figure

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23. 如图,在直角三角形OPN区域内存在匀强磁场,磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外.一带正电的粒子从静止开始经电压U加速后,沿平行于x轴的方向射入磁场;一段时间后,该粒子在OP边上某点以垂直于x轴的方向射出.已知O点为坐标原点,N点在y轴上,OPx轴的夹角为30°,粒子进入磁场的入射点与离开磁场的出射点之间的距离为d,不计重力.求
说明: figure
(1)带电粒子的比荷;
(2)带电粒子从射入磁场到运动至x轴的时间.

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24. 如图,在0≤xheqId4cdba219f6e44990a33ab4e6beaa0d54区域中存在方向垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度B的大小可调,方向不变。一质量为m,电荷量为qq>0)的粒子以速度v0从磁场区域左侧沿x轴进入磁场,不计重力。
(1)若粒子经磁场偏转后穿过y轴正半轴离开磁场,分析说明磁场的方向,并求在这种情况下磁感应强度的最小值Bm
(2)如果磁感应强度大小为eqId2f1a66c73ffc4d92b579a7a1309f0963,粒子将通过虚线所示边界上的一点离开磁场。求粒子在该点的运动方向与x轴正方向的夹角及该点到x轴的距离。figure

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25. 如图所示,在第一象限内,存在垂直于eqId2272a344734c4fb088737b84294f7219平面向外的匀强磁场Ⅰ,第二象限内存在水平向右的匀强电场,第三、四象限内存在垂直于eqId2272a344734c4fb088737b84294f7219平面向外、磁感应强度大小为eqIdc35cbb3c48ad4cd8b2d17d12e0a9c3ba的匀强磁场Ⅱ.一质量为eqId3a4208e0040c42ed8b09de2cae9d562e,电荷量为eqIda4a5ced6fa4f4cc483bf8783457f372f的粒子,从eqIda9cd3f94eb8045438f75e9daccfa7200轴上eqId2381423d4cd146cab95f55527681a766点以某一初速度垂直于eqIda9cd3f94eb8045438f75e9daccfa7200轴进入第四象限,在eqId2272a344734c4fb088737b84294f7219平面内,以原点eqId2efda802d5534f6d92d9f8af7aaec28b为圆心做半径为eqId750a77d0e9bd45f2a33fbb8fd24ef8ec的圆周运动;随后进入电场运动至eqId072d7d6b911b42bc89207e72515ebf5f轴上的eqId517584fed25c413ba8b7bb33ffa2d5c6点,沿与eqId072d7d6b911b42bc89207e72515ebf5f轴正方向成eqIdd01b7918993a412cb774dea127f210b6角离开电场;在磁场Ⅰ中运动一段时间后,再次垂直于eqIda9cd3f94eb8045438f75e9daccfa7200轴进入第四象限.不计粒子重力.求:
说明: figure
(1)带电粒子从eqId2381423d4cd146cab95f55527681a766点进入第四象限时初速度的大小eqId01e4e3ba2b884bf7a2ffa5254dc2b70c
(2)电场强度的大小eqId93cbffaa5ae045d6ac45d1e979991c3a
(3)磁场Ⅰ的磁感应强度的大小eqIde660daa143d5431e96530c61b610d572

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26. 如图所示,在水平线ab下方有一匀强电场,电场强度为E,方向竖直向下,ab的上方存在匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,磁场中有一内、外半径分别为ReqIdeddc6cfd30254183bdd69b64ad513e80的半圆环形区域,外圆与ab的交点分别为MN.一质量为m、电荷量为q的带负电粒子在电场中P点静止释放,由M进入磁场,从N射出,不计粒子重力.
figure
(1)求粒子从PM所用的时间t
(2)若粒子从与P同一水平线上的Q点水平射出,同样能由M进入磁场,从N射出,粒子从MN的过程中,始终在环形区域中运动,且所用的时间最少,求粒子在Q时速度eqId01e4e3ba2b884bf7a2ffa5254dc2b70c的大小.

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27. 如图,在y>0的区域存在方向沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为E;在y<0的区域存在方向垂直于xOy平面向外的匀强磁场。一个氕核eqId24a57ce83ee54fedab791029874ad94d和一个氘核eqId7b383387ac0a408cb8462187ee10df40先后从y轴上yh点以相同的动能射出,速度方向沿x轴正方向。已知eqId24a57ce83ee54fedab791029874ad94d进入磁场时,速度方向与x轴正方向的夹角为60°,并从坐标原点O处第一次射出磁场。eqId24a57ce83ee54fedab791029874ad94d的质量为m,电荷量为q。不计重力。求
(1)eqId24a57ce83ee54fedab791029874ad94d第一次进入磁场的位置到原点O的距离;
(2)磁场的磁感应强度大小;
(3)eqId7b383387ac0a408cb8462187ee10df40第一次离开磁场的位置到原点O的距离。figure

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28. 如图,从离子源产生的甲、乙两种离子,由静止经加速电压U加速后在纸面内水平向右运动,自M点垂直于磁场边界射入匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁场左边界竖直.已知甲种离子射入磁场的速度大小为v1,并在磁场边界的N点射出;乙种离子在MN的中点射出;MN长为l.不计重力影响和离子间的相互作用.求:
figure
(1)磁场的磁感应强度大小;
(2)甲、乙两种离子的比荷之比.

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29. 一足够长的条状区域内存在匀强电场和匀强磁场,其在xOy平面内的截面如图所示:中间是磁场区域,其边界与y轴垂直,宽度为l,磁感应强度的大小为B,方向垂直于xOy平面;磁场的上、下两侧为电场区域,宽度均为l´,电场强度的大小均为E,方向均沿x轴正方向;MN为条状区域边界上的两点,它们的连线与y轴平行,一带正电的粒子以某一速度从M点沿y轴正方向射入电场,经过一段时间后恰好以从M点入射的速度从N点沿y轴正方向射出,不计重力.
figure
(1)定性画出该粒子在电磁场中运动的轨迹;
(2)求该粒子从M点入射时速度的大小;
(3)若该粒子进入磁场时的速度方向恰好与x轴正方向的夹角为eqId9d9125c71c9444a1a8644cdfa990d486,求该粒子的比荷及其从M点运动到N点的时间.

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30. (加试题)有一种质谱仪由静电分析器和磁分析器组成,其简化原理如图所示.左侧静电分析器中有方向指向圆心O、与O点等距离各点的场强大小相同的径向电场,右侧的磁分析器中分布着方向垂直于纸面向外的匀强磁场,其左边界与静电分析器的右边界平行,两者间距近似为零.离子源发出两种速度均为v0、电荷量均为q、质量分别为m和0.5m的正离子束,从M点垂直该点电场方向进入静电分析器.在静电分析器中,质量为m的离子沿半径为r0的四分之一圆弧轨道做匀速圆周运动,从N点水平射出,而质量为0.5m的离子恰好从ON连线的中点P与水平方向成θ角射出,从静电分析器射出的这两束离子垂直磁场方向射入磁分析器中,最后打在放置于磁分析器左边界的探测板上,其中质量为m的离子打在O点正下方的Q点.已知OP=0.5r0,OQ=r0,N、P两点间的电势差eqId7792e4f963a44b9d8cb396a7c1609982,eqId6d1388cb14bf43edb62dee72a738d7ec,不计重力和离子间相互作用.
说明: figure
(1)求静电分析器中半径为r0处的电场强度E0和磁分析器中的磁感应强度B的大小;
(2)求质量为0.5m的离子到达探测板上的位置与O点的距离l(用r0表示);
(3)若磁感应强度在(B—△B)到(B+△B)之间波动,要在探测板上完全分辨出质量为m和0.5m的两東离子,求eqId4f2762b393ab43e3b24c3484e12d4ab8的最大值

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