高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第二册第2节 洛伦兹力同步测试题

1.2洛伦兹力基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第二册

一、选择题（共15题）

1．1820年4月奥斯特在上课做一个实验时，观察到某现象后又连续进行了大量研究，同年7月发表论文，宣布发现了电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系。奥斯特上课时做的实验是下列哪一个装置示意图（ ）

A． B．

C． D．

2．如图所示，一个带正电的粒子沿x轴正向射入匀强磁场中，它所受到的洛伦兹力方向沿y轴正向，则磁场方向(       ).

A．一定沿z轴正向 B．一定沿z轴负向

C．一定与xOy平面平行且向下 D．一定与xOz平面平行且向下

3．质量为m、电荷量为e的电子以速度v垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场。电子做匀速圆周运动的轨道半径和周期分别为（　　）

A．， B．， C．， D．，

4．在匀强磁场中，一个垂直于磁场方向射入的带电粒子运动的径迹如图所示，由于对周围空气的电离作用，粒子的动能越来越小。由此可知（　　）

A．粒子带正电，从B点射入 B．粒子带负电，从B点射入

C．粒子带正电，从A点射入 D．粒子带负电，从A点射入

5．关于带电粒子在磁场中的运动，下列说法正确的是（　　）

A．带电粒子飞入匀强磁场后，一定做匀速圆周运动

B．带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时，速度一定不变

C．带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时，洛伦兹力的方向总和运动方向垂直

D．带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时，动能一定发生改变

6．如图所示，摆球上带有负电的单摆，在一匀强磁场中摆动，匀强磁场的方向垂直于纸面向里，摆球在A、间摆动过程中，由A摆到最低点时，摆线拉力大小为，摆球加速度大小为；由摆到最低点时，摆线拉力大小为，摆球加速度大小为，则（　　）

A．， B．，

C．， D．，

7．下列说法正确的是（　　）

A．运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛仑兹力作用

B．一小段通电直导体在某处不受安培力作用，则该处磁感应强度一定为零

C．运动电荷在某处不受洛仑兹力作用，则该处磁感应强度一定为零

D．电荷在某处不受电场力作用，则该处电场强度一定为零

8．真空中竖直放置一通电长直细导线，俯视图如图所示。以导线为圆心作圆，光滑绝缘管ab水平放置，两端恰好在圆周上。半径略小于绝缘管半径的带正电小球自a端以速度v0向b端运动过程中，下列说法正确的是（　　）

A．小球先加速后减速

B．小球受到的洛伦兹力始终为零

C．小球在ab中点受到的洛伦兹力为零

D．小球受到洛伦兹力时，洛伦兹力方向竖直向外

9．如下图为阴极射线管的结构示意图，阴极射线发出的电子束在阴极和阳极间强电场的作用下沿直线运动，如果在射线管所在区域内加上垂直纸面向里的匀强磁场，则电子束的偏转方向为：（       ）

A．竖直向上偏转 B．竖直向下偏转

C．垂直纸面向里偏转 D．垂直纸面向外偏转

10．薄铝板将同一匀强磁场分成Ⅰ、Ⅱ两个区域，高速带电粒子可穿过铝板一次，在两个区域内运动的轨迹如图所示，半径。假定穿过铝板前后粒子电荷量保持不变，但速率减小，则该粒子（　　）

A．带正电

B．在Ⅰ、Ⅱ区域的运动速度大小相同

C．在Ⅰ、Ⅱ区域的运动时间相同

D．从Ⅱ区域穿过铝板运动到Ⅰ区域

11．关于下列四幅图理解正确的是（　　）

A．甲图中干电池的电动势为1.5V，则通过电源的电荷量为1C时，电源内静电力做功为1.5J

B．乙图中表示条形磁铁的磁感线从N极出发，到S极终止

C．丙图中说明电流具有磁效应，奥斯特受此启发发现了电磁感应现象

D．丁图中回旋加速器加速带电粒子的最大动能与加速电压的大小无关

12．下列说法正确的是（　　）

A．只有运动的电荷在磁场中才可能会受到洛伦兹力的作用

B．由可知，磁感应强度大小与放在该处的一小段通电导线的IL乘积成反比

C．若一小段通电导线在某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零

D．静电力对在电场中运动的电荷一定会做功，而洛伦兹力对在磁场中的电荷却不会做功

13．如图所示，当磁铁的磁极靠近阴极射线管时，荧光屏上的亮线发生了弯曲．这个现象说明

A．阴极射线中的粒子带负电

B．阴极射线中的粒子带正电

C．运动电荷的周围存在电场

D．运动电荷受到磁场的作用力

14．下列四幅演示实验图中，实验现象描述正确的是（　　）

A．图甲用磁铁靠近轻质铝环A，A会靠近磁铁

B．图乙断开开关S，触点C立即断开

C．图丙演示同向电流相互吸引，反向电流相互排斥

D．图丁电子射线管（A为阴极），接通高压电源后，荧光屏上的电子束向下偏转

15．某空间存在匀强磁场和匀强电场，磁场方向水平向里，电场方向竖直向下。一个带电粒子（不计重力）以一定初速度水平向右射入该空间后，做匀速直线运动。若仅撤除电场，则该粒子做（　　）

A．匀加速直线运动

B．匀速圆周运动

C．变速直线运动

D．加速度不变的曲线运动

二、填空题（共4题）

16．有一束带电粒子流，包含着质子和氘核，它们具有相同的速度，沿垂直于磁场方向射入矩形有界磁场区（如图中虚线框所示）以后，分成了两束粒子流①和②，已知＞0，则磁场方向为______（填“垂直纸面向里”或“垂直纸面向外”），粒子流______（填“①”或“②”）是质子流．

17．如上右图所示，是显象管电子束运动的示意图，设电子的加速电压为U，匀强磁场区的宽度为L，要使电子从磁场中射出时在图中所示的120º的范围内发生偏转（即上下各偏转60º），则匀强磁场的磁感应强度B的变化范围应满足______。

18．把放射源铀放入用铅做成的容器中，射线只能从容器的小孔射出，在射线经过的空间施加如图所示的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外．发现射线分裂成三束，已知放射源放出的射线有α、β、γ三种．则乙是______射线，丙是________射线．

19．物体的带电量是一个不易测得的物理量，某同学设计了如下实验来测量带电物体所带电量．如图（a）所示，他将一由绝缘材料制成的小物块A放在足够长的木板上，打点计时器固定在长木板末端，物块靠近打点计时器，一纸带穿过打点计时器与物块相连，操作步骤如下，请结合操作步骤完成以下问题：

（1）为消除摩擦力的影响，他将长木板一端垫起一定倾角，接通打点计时器，轻轻推一下小物块，使其沿着长木板向下运动．多次调整倾角θ，直至打出的纸带上点迹_，测出此时木板与水平面间的倾角，记为θ0．

（2）如图（b）所示，在该装置处加上一范围足够大的垂直纸面向里的匀强磁场，用细绳通过一轻小定滑轮将物块A与物块B相连，绳与滑轮摩擦不计．给物块A带上一定量的正电荷，保持倾角θ0不变，接通打点计时器，由静止释放小物块A，该过程可近似认为物块A带电量不变，下列关于纸带上点迹的分析正确的是(        )

A．纸带上的点迹间距先增加后减小至零

B．纸带上的点迹间距先增加后减小至一不为零的定值

C．纸带上的点迹间距逐渐增加，且相邻两点间的距离之差不变

D．纸带上的点迹间距逐渐增加，且相邻两点间的距离之差逐渐减少，直至间距不变

（3）为了测定物体所带电量q，除θ0、磁感应强度B外，本实验还必须测量的物理量有(       )

A．物块A的质量M

B．物块B的质量m

C．物块A与木板间的动摩擦因数μ   

D．两物块最终的速度v

（4）用重力加速度g，磁感应强度B、θ0和所测得的物理量可得出q的表达式为______．

三、综合题（共4题）

20．家用微波炉是一种利用微波的电磁能加热食物的厨房电器，主要由磁控管、波导管、微波加热器、炉门、直流电源、冷却系统、控制系统、外壳等组成。图示为磁控管的示意图，一群电子在垂直干管的某截面内做匀速圆周运动，在管内有平行于管轴线方向的匀强磁场，磁感应强度为B。在运动中这群电子时而接近电极1，时而接近电极2，从而使电极附近的电场强度发生周期性变化。由于这一群电子散布的范围很小，可以看作集中在一点，共有N个电子。每个电子的电荷量为e，质量为m，设这群电子圆形轨道的直径为D，电子群离电极1的端点P的最近距离为r，求∶

（1）这群电子做圆周运动的速率；

（2）在电极1的端点P处，电场强度变化的频率；

（3）在电极1的端点P处，这群电子产生的电场强度的最大值、最小值（已知静电力常量为k）。

21．如图所示，边长为L、相等的正方形区间内有匀强电场和匀强磁场，同种带电粒子（不计重力）分别从A点沿AD方向以速度v0射入，从C点离开，求

（1）带电粒子在电场和磁场中运动的时间t1和t2之比

（2）E/B？

22．如图所示，真空中有垂直于x0y平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B0。原点O处有一粒子源，粒子源能向I、Ⅱ象限内（包括坐标轴）沿坐标平面均匀地向各个方向射出速度为v的带负电粒子，粒子的质量为m、带电荷量大小为q。在适当位置有一片感光纸平行x轴放置，沿+y方向射出的带电粒子恰好打在感光纸左端，沿-x方向射出的带电粒子恰好垂直打在感光纸上，感光纸右端足够长，不计带电粒子重力及粒子间相互作用力。回答下面问题：

（1）求感光纸左端的位置坐标M及纸上感光带的长度l；

（2）现将长为（l为上一问的计算值）的感光纸置于y轴负半轴上，其一端恰好处在原点O，感光面面向x轴负方向，则感光纸的感光面接收到的带电粒子从粒子源射出时速度的方向与x轴成多大角度？

（3）现撤去感光纸，并在适当的空间再加一匀强磁场B，能使所有带电粒子均沿x轴正方向通过y轴，求所加磁场的磁感应强度B和B区域的最小面积S。

23．试判断图示的带电粒子刚进入磁场时所受到的洛伦兹力的方向。

参考答案：

1．A

2．D

3．A

4．B

5．C

6．B

7．D

8．C

9．B

10．C

11．D

12．A

13．D

14．C

15．B

16．     垂直纸面向外     ②

17．

18． α

19．     间距相等（或均匀）     D     BD    

20．（1） ；（2） ；（3） ，

21．（1） （2）2v0

22．（1）（，），；（2）0~120o；（3），垂直纸面向内，

23．