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1、word版 高中物理人教版（2019）必修2物理第 1章安培力与洛伦兹力单元检测题号一二三总分得分一、单选题（本大题共9小题，共36分）1. 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 A. 2FB. C. D. 02. 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a、d两点射出的电子的速度大小分
2、别为A. ，B. ，C. ，D. ，3. 如图所示，半径为R的圆形区域内有一垂直纸面向里的匀强磁场，P为磁场边界上的一点，大量质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，在纸面内沿各个方向以速率v从P点射入磁场，这些粒子射出磁场时的位置均位于PQ圆弧上且Q点为最远点，已知PQ圆弧长等于磁场边界周长的，不计粒子重力和粒子间的相互作用，则该匀强磁场的磁感应强度大小为 A. B. C. D. 4. 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，为半圆，ac、bd与直径ab共线，ac间的距离等于半圆的半径。一束质量为m、电荷量为的粒子，在纸面内从c点垂直于ac射入磁场，这些粒子具有
3、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 A. B. C. D. 5. 如图所示的坐标系中，第一象限存在与y轴平行的匀强电场，场强方向沿y轴负方向，第二象限存在垂直纸面向里的匀强磁场P、Q两点在x轴上，Q点横坐标是C点纵坐标的2倍一带电粒子不计重力若从C点以垂直于y轴的速度向右射入第一象限，恰好经过Q点若该粒子从C点以垂直于y轴的速度向左射入第二象限，恰好经过P点，经过P点时，速度与x轴正方向成角，则电场强度E与磁感应强度B的比值为A. B. C. D. 6. 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。图是某种CT机主要部分的
4、剖面图，其中X射线产生部分的示意图如图所示。图中M、N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作P点。则A. M处的电势高于N处的电势B. 增大M、N之间的加速电压可以使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7. 如图所示，一块长为a ，宽为b ，高为c 的金属霍尔元件，放置在磁感应强度为B ，方向沿y 轴正方向的匀强磁场中。通入霍尔元件的电流为I ，方向沿x 轴正方向。已知霍尔元件单位体积内自由电子数为n ，自由电
5、子的电荷量为e 。下列关于与z 轴垂直的上、下两个表面间的霍尔电压及两个表面电势高低的判断正确的是A. ，下表面的电势高B. ，下表面的电势高C. ，上表面的电势高D. ，上表面的电势高8. 如图所示为一速度选择器，两极板P、Q之间存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场。一束粒子流重力不计以速度v从a点沿直线运动到b点，下列说法中正确的是A. 粒子一定带正电B. 粒子一定带负电C. 粒子的速度大小一定等于D. 粒子的速度大小一定等于9. 如图2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a、b、c电荷量相等，质量分别
6、为、。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 A. B. C. D. 二、多选题（本大题共2小题，共8分）10. 如图所示，三根相互平行的固定长直导线、和两两等距，均通有电流I，中电流方向与中的相同，与中的相反。下列说法正确的是A. 所受磁场作用力的方向与、所在平面垂直B. 所受磁场作用力的方向与、所在平面垂直C. 、和单位长度所受的磁场作用力大小之比为D. 、和单位长度所受的磁场作用力大小之比为11. 某同学自制的简易电动机示意图如图11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
7、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 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三、计算题（本大题共8小题，共56分）12. 如图所示，在第一象限内，有垂直纸面向里的匀强磁场磁场足够大，磁感应强度为一电子从O点沿纸面以速度v射入磁场中，速度方向与x轴成角，已知电子质量为m，电量为e定性地画出电子在磁场中的轨迹；求电子的轨道半径r；求电子离开
8、磁场的出射点到O点的距离；求电子在磁场中运动的时间13. 如图所示，在xOy平面直角坐标系的MNPQ矩形区域内分布着四个有界矩形匀强磁场、，其内磁感应强度均垂直坐标平面，且大小相等，磁场的边界位置及方向均在图中标出。一带负电的粒子从坐标原点处沿y轴正方向以的速度射入，请解决以下问题。说明：d、为已知量，k为正整数，取3。粒子重力及空气阻力不计。若用到以下角度的三角函数值可取为、若，则粒子从坐标为的位置离开磁场，求粒子从进入到离开磁场的过程中运行的平均速度；若，请求出粒子离开MNPQ区域的位置坐标，并计算粒子在MNPQ区域运行的总时间；在的情况下，沿y轴平移场区、的位置可改变粒子运行的时间平移后
9、场区不重叠。平移后，要使粒子仍从问中的位置离开MNPQ区域，试判断粒子运行的时间是变长还是变短，并求出时间变化量的极值。14. 如图所示，竖直放置的半环状ABCD区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为外环的半径，内环的半径，外环和内环的圆心为O，沿OD放置有照相底片。有一线状粒子源放在AB正下方图中未画出，不断放出初速度大小均为，方向垂直AB和磁场的相同粒子，粒子经磁场中运动，最后打到照相底片上，经检验底片上仅有CD区域均被粒子打到。不考虑粒子间的相互作用，粒子重力忽略不计，假设打到磁场边界的粒子被吸收。粒子的电性；求粒子的比荷；若照相底片沿OP放置，求底片上被粒子打到的区
10、域的长度；撤去线状粒子源和照相底片，若该粒子垂直进入磁场的速度大小和方向可以任意改变。要求该粒子从AB间射入磁场，只经磁场后从CD间射出磁场，且在磁场中运动的时间最短，求该粒子进入磁场的速度大小和方向角度可用三角函数表示。15. 某仪器用电场和磁场来控制电子在材料表面上方的运动如图所示，材料表面上方矩形区域充满竖直向下的匀强电场，宽为d；矩形区域充满垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，长为3s，宽为s；为磁场与电场之间的薄隔离层一个电荷量为e、质量为m、初速为零的电子，从P点开始被电场加速经隔离层垂直进入磁场，电子每次穿越隔离层，运动方向不变，其动能损失是每次穿越前动能的，最后电子仅能从磁
11、场边界飞出不计电子所受重力求电子第二次与第一次圆周运动半径之比；求电场强度的取值范围；是的中点，若要使电子在A、间垂直于飞出，求电子在磁场区域中运动的时间16. 如图，在的区域存在方向沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为E；在的区域存在方向垂直于xOy平面向外的匀强磁场。一个氕核和一个氘核先后从y轴上点以相同的动能射出，速度方向沿x轴正方向。已知进入磁场时，速度方向与x轴正方向的夹角为，并从坐标原点O处第一次射出磁场。的质量为m，电荷量为q。不计重力。求：第一次进入磁场的位置到原点O的距离；磁场的磁感应强度大小；第一次离开磁场的位置到原点O的距离。17. 利用电场和磁场，可以将比荷不同的离子分开
12、，这种方法在化学分析和原子核技术等领域有重要的应用。如图所示的矩形区域ACDG中存在垂直于纸面的匀强磁场，A处有一狭缝。离子源产生的离子，经静电场加速后穿过狭缝沿垂直于GA边且垂直于磁场的方向射入磁场，运动到GA边，被相应的收集器收集，整个装置内部为真空。已知被加速的两种正离子的质量分别是和，电荷量均为q。加速电场的电势差为U，离子进入电场时的初速度可以忽略。不计重力，也不考虑离子间的相互作用。 求质量为的离子进入磁场时的速率。当磁感应强度的大小为B时，求两种离子在GA边落点的间距s。18. 如图，在第一象限存在匀强磁场，磁感应强度方向垂直于纸面平面向外；在第四象限存在匀强电场，方向沿x轴负向在y轴正半轴上某点以与x轴正向平行、大小为的速度发射出一带正电荷的粒子，该粒子在点沿垂直于x轴的方向进入电场，不计重力若该粒子离开电场时速度方向与y轴负方向的夹角为，求： 电场强度大小与磁感应强度大小的比值； 该粒子在电场中运动的时间19. 如图所示，在xOy平面的第一象限有一匀强磁场，方向垂直于纸面向外；在第四象限有一匀强电场，方向平行于y轴向下。一电子以速度从y轴上的P点垂直于y轴向右飞入电场，经过x轴上M点进入磁场区域，又恰能从y轴上的Q点垂直于y轴向左飞出磁场已知P点坐标为，M点的坐标为。求：电子飞出磁场时的速度大小v电子在磁场中运动的时间t9 / 9
