第一章《安培力与洛伦兹力》单元测试(原卷版)(人教版2019选择性必修第二册)

人教版新教材物理选择性必修第二册第一章《安培力与洛伦兹力》单元测试班级___________姓名___________学号____________分数____________（考试时间：90分钟试卷满分：100分）单项选择题（每小题3分，共30分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）1．(2021年1月新高考8省联考·湖北卷)一长为L的直导线置于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，导线中的电流为I。下列说法正确的是()A．通电直导线受到安培力的大小为ILBB．无论通电直导线如何放置，它都将受到安培力C．通电直导线所受安培力的方向垂直于磁感应强度方向和电流方向构成的平面D．安培力是载流子受到的洛伦兹力的宏观表现，所以安培力对通电直导线不做功2.(2020北京通州区检测)下列装置中,没有利用带电粒子在磁场中发生偏转的物理原理的是()3.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,方向如图所示。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边垂直,指向左边C.与ab边平行,竖直向下D.与ab边垂直,指向右边4.如图所示,通电直导线ab位于两平行导线横截面M、N的连线的中垂线上。当平行导线M、N通以同向大小相等的电流时,下列说法正确的是()A.ab顺时针旋转B.ab逆时针旋转C.a端向外,b端向里旋转D.a端向里,b端向外旋转5.带电油滴以水平向右的速度v0垂直进入磁场,恰做匀速直线运动,如图所示,若油滴质量为m,磁感应强度为B,则下述说法正确的是()A.油滴必带正电荷,电荷量为mgB.油滴必带正电荷,比荷为qC.油滴必带负电荷,电荷量为mgD.油滴带什么电荷都可以,只要满足q=mg6.(2020四川眉山检测)电视显像管原理的示意图如图所示,当没有磁场时,电子束将打在荧光屏正中央的O点,安装在管径上的偏转线圈可以产生磁场,使电子束发生偏转。设垂直于纸面向里的磁场方向为正方向,若使电子打在荧光屏上的位置由a点逐渐移动到b点,下列变化的磁场能够使电子发生上述偏转的是()7.如图所示,MN为铝质薄平板,铝板上方和下方分别有垂直于纸面的匀强磁场(未画出)。一带电粒子从紧贴铝板上表面的P点垂直于铝板向上射出,从Q点穿越铝板后到达PQ的中点O。已知粒子穿越铝板时,其动能损失一半,速度方向和电荷量不变。不计重力。铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为()A.1∶2 B.2∶1C.2∶2 D.2∶18.(2020河南开封模拟)英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖。若一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示,则下列说法正确的是()A.该束带电粒子带负电B.速度选择器的P1极板带负电C.在B2磁场中运动半径越大的粒子,质量越大D.在B2磁场中运动半径越大的粒子,比荷qm9.(2020云南玉溪联考)如图所示,a、b是一对平行金属板,分别接到直流电源两极上,右边有一挡板,正中间开有一小孔d,在较大空间范围内存在着匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里,在a、b两板间还存在着匀强电场E。从两板左侧中点c处射入一束正离子(不计重力),这些正离子都沿直线运动到右侧,从d孔射出后分成三束。则下列判断正确的是()A.这三束正离子的速度一定不相同B.这三束正离子的质量一定不相同C.这三束正离子的电荷量一定不相同D.这三束正离子的比荷一定不相同10.如图所示,三个完全相同的半圆形光滑轨道竖直放置,分别处在真空(无电场、磁场)、匀强磁场和匀强电场中,轨道两端在同一高度上。三个相同的带正电小球同时从轨道左端最高点由静止开始沿轨道运动,P、M、N分别为轨道的最低点,如图所示,则下列有关判断正确的是()A.小球第一次到达轨道最低点的速度关系vP=vM>vNB.小球第一次到达轨道最低点时对轨道的压力关系FP=FM>FNC.小球从开始运动到第一次到达轨道最低点所用的时间关系tP<tM<tND.三个小球到达轨道右端的高度都不相同,但都能回到原来的出发点位置不定项选择题（每小题5分，共20分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，选错或不答的得0分）11..如图所示,通电导体棒静止于水平导轨上,棒的质量为m,长为l,通过的电流大小为I且垂直于纸面向里,匀强磁场的磁感应强度B的方向与导轨平面成θ角,则导体棒受到的()A.安培力大小为BIlB.安培力大小为BIlsinθC.摩擦力大小为BIlcosθD.支持力大小为mg+BIlcosθ12.下图是一个回旋加速器示意图,其核心部分是两个D形金属盒,两金属盒置于匀强磁场中,并分别与高频交流电源相连。现分别加速氘核(12H)和氦核(2A.它们的最大速度相同B.它们的最大动能相同C.两次所接高频交流电源的频率相同D.仅增大高频交流电源的频率可增大粒子的最大动能13.(2020山东省实验中学模拟)A、B两个离子同时从匀强磁场的直边界上的P、Q点分别以60°和30°(与边界的夹角)射入磁场,又同时分别从Q、P点穿出,如图所示。设边界上方的磁场范围足够大,下列说法正确的是()A.A为正离子,B为负离子B.A、B两离子运动半径之比为1∶3C.A、B两离子速率之比为1∶3D.A、B两离子的比荷之比为2∶114.质量和电荷量都相等的带电粒子M和N,以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场,运行的半圆轨迹如图中虚线所示。下列表述错误的是()A.M带负电,N带正电B.M的速率小于N的速率C.洛伦兹力对M、N做正功D.M的运行时间大于N的运行时间15.(2020山东省实验中学检测)已知一质量为m的带电液滴,经电压U加速后,水平进入互相垂直的匀强电场E和匀强磁场B中,液滴在此空间的竖直平面内做匀速圆周运动,如图所示,则()A.液滴在空间可能受4个力作用B.液滴一定带负电C.液滴做圆周运动的半径r=1D.液滴在复合场中运动时总能量不变三、非选择题（共5小题，共50分）16.(9分)跑道式回旋加速器的工作原理如图所示。两个匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ的边界平行，相距为L，磁感应强度大小相等、方向垂直纸面向里。P、Q之间存在匀强加速电场，电场强度大小为E，方向与磁场边界垂直。质量为m、电荷量为＋q的粒子从P飘入电场，多次经过电场加速和磁场偏转后，从位于边界上的出射口K引出，引出时的动能为Ek。已知K、Q的距离为d。求：(1)粒子出射前经过加速电场的次数N；(2)磁场的磁感应强度大小B。17．(10分)如图所示，竖直平面xOy内存在水平向右的匀强电场，场强大小E＝10N/C，在y≥0的区域内还存在垂直于坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B＝0.5T。一带电荷量q＝＋0.2C、质量m＝0.4kg的小球由长l＝0.4m的细线悬挂于P点，小球可视为质点。现将小球拉至水平位置A无初速度释放，小球运动到悬点P正下方的坐标原点O时，悬线突然断裂，此后小球又恰好能通过O点正下方的N点(g＝10m/s2)，求：(1)小球运动到O点时的速度大小；(2)悬线断裂前瞬间拉力的大小；(3)ON间的距离。18.(15分)如图所示，两根倾斜直金属导轨MN、PQ平行放置，导轨平面与水平面之间的夹角θ＝37°，两导轨之间的距离L＝0.50m。一根质量m＝0.20kg的均匀直金属杆ab垂直放在两导轨上且接触良好，整个装置处于与ab杆垂直的匀强磁场中。在导轨的上端接有电动势E＝36V、内阻r＝1.6Ω的直流电源和电阻箱R。已知导轨与金属杆的电阻均可忽略不计，sin37°＝0.60，cos37°＝0.80，重力加速度g取10m/s2。(1)若金属杆ab和导轨之间的摩擦可忽略不计，当电阻箱接入电路中的电阻R1＝2.0Ω时，金属杆ab静止在导轨上。①如果磁场方向竖直向下，求满足条件的磁感应强度的大小；②如果磁场的方向可以随意调整，求满足条件的磁感应强度的最小值及其方向。(2)如果金属杆ab和导轨之间的摩擦不可忽略，整个装置处于垂直于导轨平面斜向下、磁感应强度大小B＝0.40T的匀强磁场中。当电阻箱接入电路中的电阻R2＝3.4Ω时，金属杆ab仍保持静止，求此时金属杆ab受到的摩擦力Ff的大小及方向。19.(16分)(2020广西百校大联考)如图所示,在xOy坐标系的0≤y≤d的区