高中人教物理选择性必修二第一章 安培力与洛伦兹力（基础过关）单元测试定心卷（解析版）

1、第一章 安培力与洛伦兹力基础过关卷班级_ 姓名_ 学号_ 分数_（考试时间：60分钟 试卷满分：100分）注意事项：1本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的班级、姓名、学号填写在试卷上。2回答第I卷时，选出每小题答案后，将答案填在选择题上方的答题表中。3回答第II卷时，将答案直接写在试卷上。第卷（选择题 共48分）一、选择题（共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第18题只有一项符合题目要求，第912题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）1. 国际单位制中磁通量的单位符号是Wb，如果用国际单位

2、制基本单位的符号来表示，正确的是（）A. Tm2B. kgm2As-2C. kgm2A-1s2D. kgm2A-1s-2【答案】D【解析】根据磁通量的计算公式=BS可知1Wb=1Tm2根据磁感应强度的定义式可得所以其中力的单位1N=1kgm/s2故磁通量单位用国际单位制的基本单位可表示为1Wb=1kgm2/（As2）=1kgm2A-1s-2故D正确、ABC错误。故选D。2.在等边三角形的三个顶点a、b、c处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图过c点的导线所受安培力的方向A. 与ab边平行，竖直向上B. 与ab边平行，竖直向下C. 与ab边垂直，指向左边D. 与

3、ab边垂直，指向右边【答案】C【解析】本题考查了左手定则的应用导线a在c处产生的磁场方向由安培定则可判断，即垂直ac向左，同理导线b在c处产生的磁场方向垂直bc向下，则由平行四边形定则，过c点的合场方向平行于ab，根据左手定则可判断导线c受到的安培力垂直ab边，指向左边3.通电闭合直角三角形线框abc处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，电流方向如图所示，那么三角形线框受到的磁场力的合力为( )A. 方向垂直于ab边斜向上B. 方向垂直于ac边斜向上C. 方向垂直于bc边向下D. 为零【答案】D【解析】若通以顺时针的电流方向，根据左手定则可知：各边所受的安培力背离中心处如图所示，由公式F=B

4、IL得出各边的安培力的大小，从而得出安培力大小与长度成正比，因而两直角边的安培力合力与斜边的安培力等值反向所以线圈所受磁场力的合力为零故D正确ABC错误故选D。4.如图是在有匀强磁场的云室中观察到的带电粒子的运动轨迹图，、是轨迹上两点，匀强磁场垂直纸面向里该粒子在运动时，其质量和电荷量不变，而动能逐渐减少，下列说法正确的是（ ）A. 粒子在点动能大，在点动能小B. 粒子先经过点，后经过点C. 粒子带负电D. 粒子在点受到的洛伦兹力大于点的【答案】B【解析】由洛伦兹力提供向心力，可得：，则粒子轨道半径，故粒子的轨道半径越小，速度越小，所以粒子在M点的速度小于N点的速度，故粒子先经过N点，后经过M

5、点，故A错误，B正确由左手定则可以判断出粒子带正电，故C错误根据洛伦兹力的公式，已知粒子在M点的速度小于N点的速度，故粒子在M点受到的洛伦兹力小于N点的，故D错误故选B5.如图所示，在平面直角坐标系第二象限的OABC矩形区域内存在沿y轴方向的匀强电场（方向未画出），第四象限的ODEF矩形区域内存在垂直于第四象限的匀强磁场（方向未画出）磁感应强度大小为B，一带电粒子从B点以速度v0沿x轴正向飞入电场恰好从坐标原点O飞入磁场，经过一段时间，粒子最终从F点飞出磁场，已知OC=OF=2OA=2OD=2L，C、F两点位于x轴上，不计粒子重力则粒子的比荷为（）A. B. C. D. 【答案】C【解析】O点

6、的速度反向延长线过AB边的中点，因此速度方向与x轴正向成45角，做出粒子在磁场中的运动轨迹如图，据几何关系可知R=L又粒子在电场中做类平抛运动，根据几何关系可知代入到半径表达式得故选C。6. 如图所示，金属棒ab质量为m，通过电流为I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面夹角为，ab静止于宽为L水平导轨上。下列说法正确的是（）A. 金属棒受到的安培力大小为F=BILsinB. 金属棒受到的摩擦力大小为f=BILcosC. 若只改变电流方向，金属棒对导轨的压力将增大D. 若只增大磁感应强度B后，金属棒对导轨的压力将增大【答案】C【解析】A金属棒受到的安培力大小故A错误；BD电流方向

7、从a到b，受力分析如图所示根据平衡条件有，所以若只增大磁感应强度B后，导轨对金属棒的支持力减小，所以金属棒对导轨的压力减小，故BD错误；C若只改变电流方向，安培力方向将变为斜向右下，安培力在竖直方向上的分力竖直向下，所以金属棒对导轨的压力将增大，故C正确。故选C。7.如图所示，四根相互平行的固定长直导线、，其横截面构成一角度为的菱形，均通有相等的电流，菱形中心为。中电流方向与中的相同，与、中的相反，下列说法中正确的是（）A菱形中心处的磁感应强度不为零B菱形中心处的磁感应强度方向沿C所受安培力与所受安培力大小不相等D所受安培力的方向与所受安培力的方向相同【答案】A【解析】AB由右手螺旋定则可知，

8、L1在菱形中心处的磁感应强度方向OL2方向，21在菱形中心处的磁感应强度方向OL3方向，L3在菱形中心处的磁感应强度方向OL2方向，L4在菱形中心处的磁感应强度方向OL3方向，由平行四边形定则可知，菱形中心处的合磁感应强度不为零，方向应在OL3方向与OL2方向之间，故A正确，B错误；CL1和L3受力如图所示，由于四根导线中的电流大小相等且距离，所以每两根导线间的相互作用力大小相等，由几可关系可知，所受安培力与所受安培力大小相等，方向不同，故CD错误；故选A。8.一通电直导线与x轴平行放置，匀强磁场的方向与xOy坐标平面平行，导线受到的安培力为F若将该导线做成圆环，放置在xOy坐标平面内，如图所

9、示，并保持通电的电流不变，两端点ab连线也与x轴平行，则圆环受到的安培力大小为 ( )A. FB. C. D. 【答案】C【解析】通电导线为L，此时受到的安培力为F，制作成圆环时，圆环的半径为R，则 2R=L，解得R= ,故ab的长度d= R= ,故此时圆环受到的安培力F=dLF= ，故C正确，ABD错误故选C9.长为的水平极板间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，板间距离也为，板不带电现有质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力)，从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是 ()A. 使粒子的速度vC. 使粒子的速度vD. 使粒子的速度v【

10、答案】AB【解析】欲使粒子不打在极板上，如图所示，带正电的粒子从左边射出磁场时，其在磁场中圆周运动的半径粒子在磁场中做圆周运动由洛伦兹力提供向心力，即： 可得粒子做圆周运动的半径： 所以粒子不打到极板上且从左边射出，则：即：带正电的粒子从右边射出，如图所示，此时粒子的最小半径为R，由上图可知：；可得粒子圆周运动的最大半径： 则： 即： 故欲使粒子不打在极板上，粒子的速度必须满足或，故AB正确，CD错误10.如图所示，在纸面内半径为R的圆形区域中充满了垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场一点电荷从图中A点以速度v0垂直磁场射入，速度方向与半径方向的夹角为30当该电荷离开磁场时，速度方向刚好改

11、变了180不计电荷的重力，下列说法正确的是 A. 该点电荷离开磁场时速度方向的反向延长线通过O点B. 该点电荷的比荷为C. 该点电荷在磁场中的运动时间为D. 该点电荷在磁场中的运动时间为【答案】BC【解析】利用洛伦兹力提供向心力结合几何关系，联立即可求出粒子比荷，根据周期公式结合粒子在磁场中转过的圆心角，即可求出粒子在磁场中运动的时间；由题意可画出粒子在磁场中的运动轨迹如图所示，A错误；由几何关系知粒子做圆周运动的半径为，结合，可得，B正确；粒子在磁场中的运动时间，C正确D错误11.如图所示，有一对平行金属板相距d=10cm，两板间有匀强磁场，磁感应强度的大小B=0.1T，方向与垂直纸面向里。

12、左板A处有一粒子源A，以速度v=1106m/s不断地在纸面内向各个方向发射比荷=1108C/kg的带负电粒子，不计粒子的重力，能打在右侧金属板上且经历时间最短的粒子的偏转角和最短时间分别为（）A. B. C. D. 【答案】BD【解析】劣弧弦长越短圆心角越小，时间就越短，由此可知最短弦长为板间距离d，根据得带入数据得：半径为10cm，作图知偏转角等于圆心角为，由周期公式带入数据得经历时间为故AC错误，BD正确。故选BD。12.如图所示，在矩形区域MNPE中有方向垂直于纸面向里的匀强磁场，从M点沿MN方向发射两个粒子，两粒子分别从P、Q射出。已知ME=PQ=QE，两粒子（）A. 速率之比5：2B

13、. 速率之比为5：3C. 在磁场中运动时间之比为53：90D. 在磁场中运动时间之比为37 ：90【答案】AC【解析】AB设ME=PQ=QE=L，则由几何关系可知从Q点射出的粒子的运动半径为r1=L从P点射出的粒子半径满足解得r2=2.5L根据可得则从P、Q射出的粒子的速率之比为5：2，选项A正确，B错误；CD由几何关系可知，从PQ两点射出的粒子在磁场中的偏转角度分别为53和90，则根据可知在磁场中运动时间之比为53：90，选项C正确，D错误。故选AC。第II卷（非选择题 共52分）二、实验题（满分15分）13如图所示，半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场重力不计、电荷量一定的带电粒

14、子以速度v正对着圆心O射入磁场，若粒子射入、射出磁场点间的距离为R，则粒子在磁场中的运动时间为答案：【解析】粒子在磁场中做匀速圆周运动，画出轨迹，如图所示：由几何关系得，轨道半径：根据牛顿第二定律，有：解得：联立解得：故在磁场中的运动时间：14带正电粒子(不计重力)沿纸面竖直向下飞入某磁场区域，在竖直平面上运动轨迹如图，则该区域的磁场方向是（）【答案】水平向里【解析】粒子进入磁场时受到的洛伦兹力方向水平向右，粒子带正电，根据左手定则，可知磁场方向垂直纸面向里符合题意。三、解答题（满分37分，其中15题11分，16题12分，17题14分，每小题需写出必要的解题步骤，只有答案不得分）15如图所示，

15、通电导线L垂直放于磁场中，导线长8 m，磁感应强度B的值为2 T，导线所受的力为32 N，求导线中电流的大小【答案】2A【解析】由FBIL得 16.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，OP与x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（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【答案】（1） （2）或【解析】（1）粒子从静止被加速的过程，

16、根据动能定理得：，解得：根据题意，下图为粒子的运动轨迹，由几何关系可知，该粒子在磁场中运动的轨迹半径为：粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，即：联立方程得：（2）根据题意，粒子在磁场中运动的轨迹为四分之一圆周，长度粒子射出磁场后到运动至轴，运动的轨迹长度粒子从射入磁场到运动至轴过程中，一直匀速率运动，则解得：或17.如图所示，两平行金属导轨间的距离L0.40 m，金属导轨所在的平面与水平面夹角37，在导轨所在空间，分布着磁感应强度为B0.5 T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E4.5 V、内阻r0.50 的直流电源。现把一个质量为m0.040 kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直且