高中物理人教版（2019）选择性必修二第一章安培力与洛伦兹...

更新时间：2023-01-07 浏览次数：56 类型：单元试卷

一、单选题

1. (2023高二下·宾县月考) 如图所示，两平行金属板之间有竖直向下的匀强电场E和垂直纸面向里的匀强磁场B，一带负电的粒子（重力不计）以速度 $\text{[math]}$ 水平向右飞入两板之间，恰能沿直线飞出，下列判断正确的是（　　）

A . 粒子一定做匀速直线运动 B . 若只增大粒子速度 $\text{[math]}$ ，其运动轨迹仍是直线 C . 若只增加粒子的电量，其运动轨迹将向上偏转 D . 若粒子以速度 $\text{[math]}$ 从右向左水平飞入，其运动轨迹是抛物线

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2. (2022高二上·丹东月考) 如图所示，在倾角 $\text{[math]}$ 的光滑轨道上，质量 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 杆放在轨道上，轨道间距 $\text{[math]}$ ，电流 $\text{[math]}$ 。当加上垂直于杆 $\text{[math]}$ 的某一方向的匀强磁场后，杆 $\text{[math]}$ 处于静止状态，g取10m/s² ，则所加磁场的磁感应强度可能为（　　）

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

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3. (2022高二上·丹东月考) 利用磁场可以对带电粒子的运动进行控制，如图所示，空间存在垂直纸面向外的匀强磁场，P点为纸面内一离子源，可以沿纸面向各方向发射速度大小相同的同种正离子。同一纸面内距P点为5r的Q点处有一以Q点为圆心、半径为r的圆形挡板。已知正离子在磁场中做圆周运动的轨道半径为3r，离子打到挡板上时被挡板吸收。则挡板上被离子打中的长度与挡板总长度的比值为（　　）

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

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4. (2022高二上·抚顺期中) 回旋加速器原理如图所示，置于真空中的 $\text{[math]}$ 形金属盒的半径为 $\text{[math]}$ ，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过狭缝的时间可忽略；磁感应强度为 $\text{[math]}$ 的匀强磁场与盒面垂直，交流电源的频率为 $\text{[math]}$ ，加速电压为 $\text{[math]}$ 。若A处粒子源产生质子的质量为 $\text{[math]}$ 、电荷量为 $\text{[math]}$ ，下列说法正确的是（）

A . 若只增大交流电压 $\text{[math]}$ ，则质子获得的最大动能增大 B . 质子在回旋加速器中做圆周运动的周期随回旋半径的增大而增大 C . 若只增大 $\text{[math]}$ 形金属盒的半径，则质子离开加速器的时间变长 D . 若磁感应强度 $\text{[math]}$ 增大，则交流电频率 $\text{[math]}$ 必须适当减小，加速器才能正常工作

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5. (2022高二上·安阳期中) 如图，空间有一无限大正交的电磁场，电场强度为E，方向竖直向下；磁感应强度为B，方向垂直于纸面向外。电磁场中有一内壁光滑竖直放置的绝缘长筒，其底部有一带电量为-q（q>0），质量为 $\text{[math]}$ 的小球，g为重力加速度，小球直径略小于圆筒。现圆筒在外力作用下以大小为v₀的初速度向右做匀速直线运动。下列说法正确的是（）

A . 圆筒开始运动之前，其底部受到的压力为qE B . 小球相对于圆筒做匀加速直线运动 C . 洛伦兹力做正功 D . 小球从圆筒中飞出后将做斜抛运动

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6. (2022高三上·广西开学考) 如图所示，初速度为零的 $\text{[math]}$ 粒子和质子分别经过相同的加速电场后，沿垂直磁感应强度方向进入匀强磁场Ⅰ区域，接着进入匀强磁场Ⅱ区域。已知磁场Ⅰ、Ⅱ的磁感应强度大小分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，且 $\text{[math]}$ ，下列说法正确的是（）

A . 粒子自磁场Ⅰ区域进入磁场Ⅱ区域线速度大小均减小，角速度均减小 B . 粒子自磁场Ⅰ区域进入磁场Ⅱ区域向心加速度大小均变小，周期均变小 C . 无论在磁场Ⅰ区域还是在磁场Ⅱ区域中， $\text{[math]}$ 粒子的轨迹半径均小于质子轨迹半径 D . 无论在磁场Ⅰ区域还是在磁场Ⅱ区域中， $\text{[math]}$ 粒子的周期均大于质子的周期

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7. (2022高二下·宁波期末) 将一带正电的小球用同一根绝缘细线先后悬挂于匀强电场和匀强磁场中，如图所示，电场的方向竖直向下，磁场的方向垂直纸面向外。小球偏离竖直方向相同角度静止释放，均能在竖直面内来回摆动（绳子始终处于张紧状态），下列关于小球在摆动过程中的说法正确是（）

A . 无论在电场还是磁场中，小球位置越低细线上张力越大 B . 无论在电场还是磁场中，小球在摆动过程中机械能守恒 C . 小球在电场中的周期等于在磁场中的周期 D . 小球在电场中的最大速度大于在磁场中的最大速度

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8. (2024高二上·江苏期末) 空间存在着匀强磁场和匀强电场，磁场的方向垂直于纸面（ $\text{[math]}$ 平面）向里，电场的方向沿y轴正方向。一带正电的粒子在电场和磁场的作用下，从坐标原点O由静止开始运动。下列四幅图中，可能正确描述该粒子运动轨迹的是（）

A . B . C . D .

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二、多选题

9. (2022高二上·云南月考) 如图所示，在直线AB上方存在着范围足够大、方向垂直纸面向里的匀强磁场。一重力不计的负电荷从О点以速度 $\text{[math]}$ 垂直AB进入磁场，经过时间t运动到磁场中的C点。已知OC连线与初速度 $\text{[math]}$ 的夹角为 $\text{[math]}$ ，下列说法正确的是（　　）

A . 该电荷从О点运动至C点的过程中，速度偏转角是 $\text{[math]}$ B . 该电荷在磁场中运动的时间是 $\text{[math]}$ C . 该电荷在磁场中运动的半径是 $\text{[math]}$ D . 若仅减小该电荷的入射速度的大小，经过时间t该电荷的速度偏转角一定小于 $\text{[math]}$

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10. (2023高二上·陆良期末) 如图所示，在直角坐标系xOy第一象限内x轴上方存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，在y轴上S处有一粒子源，它可向右侧纸面内各个方向射出速率相等的质量大小均为m ，电荷量大小均为q的同种带电粒子，所有粒子射出磁场时离S最远的位置是x轴上的P点。已知OP＝ $\text{[math]}$ OS＝ $\text{[math]}$ d ，粒子带负电，粒子重力及粒子间的相互作用均不计，则（　　）

A . 粒子的速度大小为 $\text{[math]}$ B . 从O点射出的粒子在磁场中的运动时间为 $\text{[math]}$ C . 沿平行x轴正方向射入的粒子离开磁场时的位置到O点的距离为 $\text{[math]}$ d D . 从x轴上射出磁场的粒子在磁场中运动的最长时间与最短时间之比为9：4

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11. (2022高二上·洛阳期中) 质谱仪的原理如图所示，虚线AD上方区域处在垂直纸面向外的匀强磁场中，C、D处有一荧光屏．同位素离子源产生a、b两种电量相同的离子，无初速度进入加速电场，经同一电压加速后，垂直进入磁场，a离子恰好打在荧光屏C点，b离子恰好打在D点．离子重力不计．则（）

A . a离子质量比b的大 B . a离子质量比b的小 C . a离子在磁场中的运动时间比b的短 D . a，b离子在磁场中的运动时间相等

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12. (2022高三上·衡水月考) 如图所示，距离为L的竖直虚线P与Q之间分布着竖直向下的匀强电场，A为虚线P上一点，C为虚线Q上一点，水平虚线CD与CF之间分布着垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，虚线CF与虚线Q之间的夹角 $\text{[math]}$ 。质量为m、电荷量为q的粒子从A点以水平初速度 $\text{[math]}$ 射出，恰好从C点射入磁场，速度与水平方向的夹角也为 $\text{[math]}$ ，粒子重力可忽略不计，下列说法正确的是（　　）

A . C点与A点间的竖直距离为 $\text{[math]}$ B . 电场强度大小为 $\text{[math]}$ C . 粒子在磁场中运动的轨迹半径为 $\text{[math]}$ D . 粒子在磁场中运动的时间为 $\text{[math]}$

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三、实验探究题

13. (2022高二上·丹东月考) 电磁血流量计是基于法拉第电磁感应定律，运用在心血管手术和有创外科手术的精密监控仪器，可以测量血管内血液的流速。如图甲所示，某段监测的血管可视为规则的圆柱体模型，其前后两个侧面 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 上固定两块竖直正对的金属电极板（未画出，电阻不计），磁感应强度大小为 $\text{[math]}$ 的匀强磁场方向竖直向下，血液中的正负离子随血液一起从左至右水平流动，则 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 电极间存在电势差。
1. （1）若用多用电表监测 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 电极间的电势差，则图甲中与 $\text{[math]}$ 相连的是多用电表的色表笔（选填“红”或“黑”）；
2. （2）某次监测中，用多用电表的“ $\text{[math]}$ ”挡测出 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 电极间的电势差 $\text{[math]}$ ，如图乙所示，则 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ；
3. （3）若 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 电极间的距离 $\text{[math]}$ 为 $\text{[math]}$ ，血管壁厚度不计，结合（2）中数据可估算出血流速度为 $\text{[math]}$ （结果保留两位有效数字）；
4. （4）为了测量动脉血流接入电路的电阻，某小组在 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 间设计了如图丙所示的测量电路。闭合开关 $\text{[math]}$ ，调节电阻箱的阻值，由多组灵敏电流计 $\text{[math]}$ 的读数 $\text{[math]}$ 和电阻箱的示数 $\text{[math]}$ ，绘制出 $\text{[math]}$ 图像为一条倾斜的直线，且该直线的斜率为 $\text{[math]}$ ，纵截距为 $\text{[math]}$ ，如图丁所示。已知灵敏电流计 $\text{[math]}$ 的内阻为 $\text{[math]}$ ，则血液接入电路的电阻为（用题中的字母 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 表示）。
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四、综合题

14. (2022高三上·沈阳月考) 如图所示，一半径为R的圆与x轴相切于原点O，圆内有直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大为B。与x轴垂直的竖直虚线与磁场最右端相切，其右侧的第Ⅰ象限内存在沿-y方向的匀强电场。现有一束比荷为 $\text{[math]}$ 的带正电粒子沿着+y方向从原点O射入磁场，粒子离开磁场时方向沿x轴正方向，进入电场后，经电场偏转打到x轴上坐标为（3R，0）的点，不计粒子的重力，求：
1. （1）粒子射入磁场时的速度；
2. （2）电场强度的大小；
3. （3）若仅使从O点射入的带电粒子初速度方向与-x轴方向成30°角，求粒子从O点出发到再次打到x轴上所用的时间。
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15. (2022高二上·丹东月考) 如图所示，在平面直角坐标系第Ⅲ象限内充满沿＋y 方向的匀强电场，第Ⅰ象限的某个圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场（电场、磁场均未画出）；一个比荷为 $\text{[math]}$ =K的带电粒子以大小为 v0 的初速度自点 P（－2 $\text{[math]}$ d，-d）；沿＋x 方向运动，恰经原点 O 进入第Ⅰ象限，粒子穿过匀强磁场后，最终从 x 轴上的点 Q（9d，0）沿－y 方向进入第Ⅳ象限；已知该匀强磁场的磁感应强度 B＝ $\text{[math]}$ ，不计粒子重力。求：
1. （1）第Ⅲ象限内匀强电场的电场强度的大小；
2. （2）粒子在匀强磁场中运动的半径及时间 t_B；
3. （3）圆形磁场区的最小面积 S_min。
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16. (2023高二上·十堰期末) 如图所示，静止于A处的带正电粒子，经加速电场加速后沿图中四分之一虚线圆弧通过静电分析器，从 $\text{[math]}$ 点垂直 $\text{[math]}$ 竖直向上进入矩形区域的有界匀强磁场（磁场方向如图所示，其中 $\text{[math]}$ 为匀强磁场的边界）。静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场，方向如图所示。已知加速电场的电压 $\text{[math]}$ （只表示电压的大小），电场中虚线圆弧的半径为 $\text{[math]}$ ，粒子的质量为 $\text{[math]}$ 、电荷量为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，粒子所受重力不计。
1. （1）求粒子经过辐向电场时其所在处的电场强度大小 $\text{[math]}$ ；
2. （2）若要使带电粒子只能打在 $\text{[math]}$ 边上，求磁感应强度 $\text{[math]}$ 满足的条件；
3. （3）调节磁场强弱可以使粒子打在 $\text{[math]}$ 边上不同位置，求在能到达 $\text{[math]}$ 边的粒子中，离 $\text{[math]}$ 点最远的粒子在磁场中运动的时间。
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17. (2022高三上·葫芦岛期中) 如图所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内，在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度为B，方向垂直xOy平面向里，电场线平行于y轴。一质量为m、电荷量为q的带正电的小球，从y轴上的A点水平向右抛出，经x轴上的M点进入电场和磁场，恰能做匀速圆周运动，从x轴上的N点第一次离开电场和磁场，MN之间的距离为L，小球过M点时的速度方向与x轴的方向夹角为 $\text{[math]}$ ，不计空气阻力，重力加速度为g，求
1. （1）电场强度E的大小和方向；
2. （2）小球从A点抛出时初速度v₀的大小；
3. （3） A点到x轴的高度h。
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18. (2022高三上·浙江月考) 中国“人造太阳”在核聚变实验方面取得新突破，该装置中用电磁场约束和加速高能离子，其部分磁场简化模型如图所示，在三维坐标系Oxyz中，3d<z<5d空间内充满匀强磁场I，磁感应强度大小为B，方向沿x轴正方向；0<z<3d的空间内充满匀强磁场II，磁感应强度大小为0.5B，方向平行于xOy平面，与x轴正方向夹角为60°（如图所示）；质量为m，带电量为+q的离子甲从A点（0，0，3d）以一定速度沿z轴正方向进入磁场I。不计离子重力。
1. （1）若使离子甲进入磁场后始终在磁场中运动，求进入磁场时的最大速度v_m；
2. （2）离子甲以 $\text{[math]}$ 的速度第一次经过z=3d平面从A点沿z轴正方向进入磁场I，求第四次穿过z=3d平面的位置坐标（用d表示）；
3. （3）当离子甲以 $\text{[math]}$ 的速度从A点进入磁场I时，质量为4m、带电量为+q的离子乙也从A点沿z轴正方向以相同的动能同时进入磁场I，求两离子进入磁场后，到达它们运动轨迹第一个交点的时间差 $\text{[math]}$ （忽略离子间相互作用）。
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