沪科版 (2019)选择性必修 第二册1.2 洛伦兹力同步达标检测题

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

一、选择题（共15题）

1．关于物理学家和他们的贡献，下列说法中正确的是（　　）

A．奥斯特发现了电流的磁效应，并发现了电磁感应现象

B．法拉第首先提出用电场线描绘抽象的电场

C．安培提出了磁场对运动电荷的作用力公式

D．库仑提出了库仑定律，并用扭秤实验测出了元电荷e的数值

2．洛伦兹力的方向可以用左手定则来判断。如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中，一正电荷垂直磁场方向向右运动时，该电荷所受洛伦兹力的方向（　　）

A．向上 B．向下 C．向左 D．向右

3．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，一定受到洛伦兹力的作用

B．运动电荷在某处不受洛伦兹力作用，则该处的磁感应强度一定为零

C．洛伦兹力既不能改变带电粒子的动能，也不能改变带电粒子的动量

D．洛伦兹力对带电粒子不做功

4．下图中，一个带正电的粒子以速度v进入匀强磁场中，速度方向与磁感应强度的方向相同，不计重力，能正确反映粒子运动轨迹的图是（　　）

A． B．

C． D．

5．关于安培力和洛伦兹力，下列说法中正确的是　　

A．带电粒子在磁场中运动时，一定受到洛伦兹力作用

B．放置在磁场中的通电导线，一定受到安培力作用

C．洛伦兹力对运动电荷一定不做功

D．洛伦兹力可以改变运动电荷的速度大小

6．空间有一圆柱形匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，磁场方向垂直横截面，该区域的横截面的半径为R．一质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子以某一速度沿横截面的某直径射入磁场，离开磁场时速度方向偏离入射方向60°．不计重力，该粒子进入磁场时的速度大小为（　　）

A． B． C． D．

7．如图，在阴极射线管正下方平行放置一根通有足够强电流的长直导线，且导线中电流方向水平向右，则阴极射线将会（　　）

A．向上偏转 B．向下偏转 C．向纸内偏转 D．向纸外偏转

8．如图所示为洛伦兹力演示仪的结构图，励磁线圈产生的匀强磁场方向垂直纸面向外，电子束由电子枪产生，其速度方向与磁场方向垂直．电子速度的大小和磁场强弱可分别由电子枪的加速电压和励磁线圈的电流来调节．下列说法正确的是（       ）

A．仅使励磁线圈中电流为零，电子枪中飞出的电子束将做匀加速直线运动

B．仅提高电子枪加速电压，电子束径迹的半径变大

C．仅增大励磁线圈中电流，电子做圆周运动的周期将变大

D．仅提高电子枪加速电压，电子做圆周运动的周期将变小

9．如图所示，磁场的边界是两个同心圆，内圆的半径为r，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B，A是内侧边界上的一点。在圆心O处沿平行纸面方向射出一个质量为m、电荷量为q的带电粒子，粒子速度方向与OA成60°角，粒子经磁场第一次偏转后刚好从A点射出磁场，不计粒子重力，则下列说法正确的是

A．粒子一定带正电

B．粒子第一次在磁场中运动的时间为

C．粒子运动的速度大小为

D．磁场外边界圆的半径至少为

10．工业上常用电磁流量计来测量高黏度及强腐蚀性非磁性导电流体的流量Q（单位时间内流过管道横截面的液体体积）。它主要由将流量转换为电压信号的传感器和显示仪表（相当于能显示自身两端电压的负载电阻R）两部分组成。传感器的结构如图所示，圆筒形测量管由非磁性材料制成，内壁绝缘，其上装有一对电极a和c，a、c间的距离等于测量管的直径D，测量管的轴线与a、c的连线方向以及通电线圈产生的恒定匀强磁场（磁感应强度为B），方向三者相互垂直。当导电液体如图所示的方向流过测量管时，测得管壁上两点间的电压为U，并通过与电极连接的仪表显示出液体的流量Q。则（　　）

A．导电液体流速方向如图中所示时，则c点电势比a点电势高

B．对同一种导电液体，电压U与流量Q成反比关系

C．仅增大通电线圈的电流，可以提升电磁流量计的灵敏度（灵敏度可用表示）

D．要使仪表显示的电压受非磁性导电液体种类或浓度的影响很小，需要R很小（远小于各类在测量管中的待测液体的电阻）

11．如图所示，匀强磁场分布在半径R=0.10 m的圆形区域内，圆心为O，磁场的磁感应强度大小B0=0.15 T，方向垂直纸面向里。M和N分别为圆直径的左、右端点，很大的荧光屏与圆相切于N点。一个带正电的粒子从M点以垂直于荧光屏的速度射入磁场，速度大小v0=3.0×106 m/s。粒子的重力不计，比荷为1.0×108 C/kg。现在以过M点并垂直于纸面的直线为轴，将圆形磁场在纸面内逆时针缓慢旋转90°，则此过程中粒子打在荧光屏上离N点的最远距离为（　　）

A． m B． m C． m D． m

12．如图所示，水平放置的平行板长度为L、两板间距也为L，两板之间存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，在两板正中央P点有一个不计重力的电子(质量为m、电荷量为－e)，现在给电子一水平向右的瞬时初速度v0，欲使电子不与平行板相碰撞，则（　　）

A．v0>或v0< B． <v0<  C．v0> D．v0<

13．两个质量相同、所带电荷量相等的带电粒子a、b以不同的速率从A点垂直射入一圆形匀强磁场区域，两粒子的运动轨迹如图所示。若不计粒子的重力，则下列说法正确的是（　　）

A．a粒子带正电，b粒子带负电

B．a粒子在磁场中所受到的洛伦兹力较小

C．b粒子的动能较小

D．b粒子在磁场中运动的时间较长

14．如图所示，在正三角形abc区域内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，边长为L，有一群质量为m，带电量为q的粒子，以大小不同的速度从a点沿ac进入磁场，从ab边或bc边射出磁场。下列说法正确的是（       ）

A．粒子带正电

B．粒子在磁场中运动时间最长为

C．从b点飞出的粒子的轨迹半径最小，且为

D．从bc边飞出的粒子，飞出点越靠近c，运动时间越长

15．如图所示，足够大的垂直纸面向里的匀强磁场中固定一光滑斜面，A、B叠放在斜面上，A带正电，B不带电且上表面绝缘。在t=0时刻，释放两物块，A、B由静止开始一起沿斜面向下运动，以下说法正确的是（　　）

A．A所受洛伦兹力大小与时间t成正比关系

B．A对B的压力大小与时间t成反比关系

C．A、B间的摩擦力越来越小

D．斜面倾角越大，A、B一起沿斜面运动的位移越大

二、填空题（共4题）

16．在某匀强磁场中,有两个电子以不同的速率在做匀速圆周运动.它们受到的洛伦兹力方向____(选填“一定”或“不一定”)跟速度方向垂直;它们受到的洛伦兹力大小一定______,做圆周运动的半径一定______,周期一定____(后三空均选填“相等”或“不相等”). 

17．一质量为m、电荷量为q、速率为v的带电粒子，在磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动的半径为r＝________，周期为T＝________.

18．某种物质发射的三种射线如图所示的磁场中分裂成①、②、③三束。那么在这三束射线中，带正电的是______，带负电的是______。

19．物体的带电量是一个不易测得的物理量，某同学设计了一个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A靠近打点计时器，一纸带穿过打点计时器与物块A相连，请结合下列操作步骤回答问题。

(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-下小物块A，使其沿着长木板向下运动。多次调整倾角，直至打出的纸带上点迹均匀，测出此时木板与水平面间的倾角，记为。

(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，绳与滑轮的摩擦不计。给物块A带上一定量的正电荷，保持倾角不变，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的带电量不变。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)为了测定物块A所带电量q，除倾角、磁感应强度B外，本实验还必须测量的物理量有___________；

(4)用重力加速度g、磁感应强度B、倾角和所测得的物理量，可得出q的表达式为___________。

三、综合题（共4题）

20．如图所示，一个正离子，从A点正对着圆心O以速度v0射入半径为R的绝缘圆筒中，圆筒内存在垂直纸面向里的匀强磁场，要使带电粒子与圆筒内壁碰撞两次后仍从A点射出，求正离子在磁场中运动的时间ｔ，设粒子与圆筒内壁碰撞时无能量和电量损失，不计粒子的重力。

21．在直径为d的圆形区域内存在着匀强磁场，磁感应强度为B，磁场方向垂直于圆面指向纸外。一电荷量为q、质量为m的带正电粒子，从磁场区域的一条直径AC上的A点沿纸面射入磁场，其速度方向与AC成α＝15°角，如图所示。若此粒子在磁场区域运动的过程中，速度的方向一共改变了90°。重力可忽略不计，求：

（1）该粒子在磁场区域内运动所用的时间t；

（2）该粒子射入时的速度大小v。

22．如图，空间有方向垂直xoy平面的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。坐标原点O处有一粒子源，可以在xoy平面内向各个方向发出不同速率的粒子，已知粒子电荷量为q，质量为m。A为x轴上一点，其坐标为（1，0）．（粒子重力不计）求:

（1）经过A点的粒子的最小速率；

（2）若从O点发出的速率的两个粒子都能经过A点，求这两个粒子从O点发出时速度方向间的夹角．

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．B

2．A

3．D

4．C

5．C

6．B

7．B

8．B

9．D

10．C

11．B

12．A

13．B

14．B

15．A

16．     一定　　     不相等     不相等     相等

17．     r=mv/qB     T=2πm/qB

18．     ①     ③

19．     D     物块B的质量m和两物块最终的速度v    

20．

21．（1）；（2）

22．（1）（2）120o

23．