2022-2022学年山东省德州市乐陵一中高二（上）月考物理试卷（10月份）一、选择题1．（3分）（2022秋•肇庆期末）关于洛伦兹力，以下说法正确的是（ ） A．带电粒子在磁场中一定会受到洛伦兹力的作用 B．若带电粒子在某点受到洛伦兹力的作用，则该点的磁感应强度一定不为零 C．洛伦兹力不会改变运动电荷的速度 D．仅受洛伦兹力作用（重力不计）的运动电荷的动能一定不改变考点：带电粒子在匀强磁场中的运动．版权所有专题：带电粒子在磁场中的运动专题．分析：带电粒子在磁场中不一定受到洛伦兹力；根据F=qvBsinα，分析洛伦兹力与B的关系；洛伦兹力的方向与速度方向垂直，只改变速度的方向，不改变动能．解答：解：A、静止的电荷在磁场中不受洛伦兹力；运动电荷的速度方向与磁场平行时，也不受洛伦兹力作用．故A错误．B、若带电粒子在某点受到洛伦兹力的作用，由洛伦兹力公式F=qvBsinα知，该点的磁感应强度B一定不零．故B正确．C、洛伦兹力能改变速度的方向，速度是矢量，所以洛伦兹力能改变运动电荷的速度．故C错误．D、洛伦兹力的方向总与速度方向垂直，所以洛伦兹力不做功，不改变粒子的动能．故D正确．故选BD点评：解决本题的关键掌握洛伦兹力的大小公式，知道洛伦兹力的方向和作用效果． 2．（3分）（2022•贵州学业考试）如图所示，用两根相同的细绳水平悬挂一段均匀载流直导线MN，电流I方向从M到N，绳子的拉力均为F．为使F=0，可能达到要求的方法是（ ） A．加水平向右的磁场B．加水平向左的磁场 C．加垂直纸面向里的磁场D．加垂直纸面向外的磁场考点：安培力；共点力平衡的条件及其应用．版权所有专题：共点力作用下物体平衡专题．分析：以直导线MN为研究对象，开始没有电流时重力和绳子拉力大小相等，若使绳子上的拉力为零，则可以在该空间中加上磁场，使MN所受安培力方向向上即可．解答：解：根据左手定则可知，在MN中通入电流，在空间加上垂直与纸面的磁场，可以使MN受到向上的安培力，这样可以使MN受到绳子拉力为零，具体根据左手定则有：当MN中通入从M到N的电流时，要使安培力向上，可以加上垂直纸面向里的磁场，故ABD错误，C正确．-11-\n故选C．点评：本题考查了在磁场中的受力平衡问题，注意左手定则的灵活应用，明确磁场方向、电流方向、受力方向三者之间的关系． 3．（3分）（2022秋•海淀区期末）在我们生活的地球周围，每时每刻都会有大量的由带电粒子组成的宇宙射线向地球射来，地球磁场可以有效地改变这些宇宙射线中大多数带电粒子的运动方向，使它们不能到达地面，这对地球上的生命有十分重要的意义．若有一束宇宙射线在赤道上方沿垂直于地磁场方向射向地球，如图所示，在地磁场的作用下，射线方向发生改变的情况是（ ） A．若这束射线是由带正电荷的粒子组成，它将向南偏移 B．若这束射线是由带正电荷的粒子组成，它将向北偏移 C．若这束射线是由带负电荷的粒子组成，它将向东偏移 D．若这束射线是由带负电荷的粒子组成，它将向西偏移考点：地磁场；洛仑兹力．版权所有分析：根据地球磁场的分布，由左手定则可以判断粒子的受力的方向，从而可以判断粒子的运动的方向．解答：解：地球的磁场由南向北，当带负电的宇宙射线粒子垂直于地面向赤道射来时，根据左手定则可以判断粒子的受力的方向为向西，所以粒子将向西偏转；当带正电的宇宙射线粒子垂直于地面向赤道射来时，根据左手定则可以判断粒子的受力的方向为向东，所以粒子将向东偏转，所以D正确．故选：D点评：本题就是考查左手定则的应用，掌握好左手定则即可判断粒子的受力的方向． 4．（3分）（2022秋•高邮市校级期末）直导线ab长为L，水平放置在匀强磁场中，磁场方向如图，磁感应强度为B，导线中通有恒定电流，电流为I，则（ ） A．若电流方向由b向a，则安培力方向竖直向上 B．导线在纸面内转动，所受安培力大小为BIL不变 C．若使导线在纸面内转过α角，则安培力大小变成BILcosα D．若使导线在垂直纸面的平面内转过α角，则安培力大小变为BILsinα考点：安培力．版权所有分析：通电直导线放在匀强磁场中，所受的安培力大小公式为F=BILsinα，α是导线与磁场方向的夹角，方向由左手定则判断，根据这两个知识进行分析．解答：-11-\n解：A、若电流方向由b向a，磁场垂直直面向里，由左手定则可知，安培力方向竖直向下，故A错误；B、导线在纸面内转动，磁场始终垂直于导线，故所受安培力大小不变，故B正确，C错误；D、若使导线在垂直纸面的平面内转过α角，则安培力大小变为BILcosα，故D错误；故选：B点评：本题考查了安培力的大小公式和安培力方向的判断，比较简单，很容易掌握． 5．（3分）（2022秋•福州期末）通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内．电流方向如图所示，ad边与MN平行，关于MN的磁场对线框的作用，下列叙述正确的是（ ） A．线框有两条边所受的安培力方向相同 B．线框有两条边所受的安培力大小相同 C．线框所受安培力合力向里 D．线框所受安培力合力为零考点：安培力；通电直导线和通电线圈周围磁场的方向．版权所有分析：直导线中的电流方向由N到M，根据安培定则判断导线框所在处磁场方向．根据左手定则分析导线框所受的安培力情况．解答：解：A、直导线中的电流方向由N到M，根据安培定则，导线右侧区域磁感应强度方向向内，根据左手定则，ad边受向左的安培力，bc边受到向右的安培力，ab边受到向下的安培力，cd受到向上的安培力，方向全不同，故A错误；B、离MN越远的位置，磁感应强度越小，故根据安培力公式F=BIL，ad边受到的安培力大于cb边，ab边受到的安培力等于cd受到受到的安培力，故B正确；C、D、ab边受向左的安培力，cd边受到向右的安培力，ad边受到向下的安培力，bc受到向上的安培力；ab边受到的安培力大于cd边，ad边受到的安培力等于bc受到受到的安培力；故合力向左，故CD错误；故选：B．点评：本题关键：（1）会根据安培定则判断通电直导线的磁场；（2）会根据左手定则判断安培力方向；（3）会根据安培力公式F=BIL并结合微元法判断安培力的大小． 6．（3分）（2022秋•蕉城区校级期中）电子以初速度V0垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，则（ ） A．磁场对电子没有作用力 B．磁场对电子的作用力始终不变 C．磁场对电子的作用力始终不做功 D．电子始终沿直线运动考点：带电粒子在匀强磁场中的运动．版权所有分析：电子以初速度v0-11-\n垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，此时电子将受到洛伦兹力作用，由左手定则可知，力的方向始终与速度的方向垂直，力的作用效果只是改变了电子的运动方向，并没有改变电子的运动快慢，磁场对电子也不会做功．解答：解：A、B、电子以初速度v0垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，电子在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，速度的方向是时刻发生变化的．所以磁场对电子的作用力方向是变化的．而磁场对电子的作用力的大小始终不变，故A错误，B错误．C、洛伦兹力的方向始终与速度的方向垂直，所以洛伦兹力只是改变了电子的运动方向，并没有改变速度的大小，磁场不会对电子做功．故C正确．D、电子受到与速度的方向垂直的洛伦兹力的作用，在磁场中做匀速圆周运动，速度的方向是时刻发生变化的．故D错误．故选：C点评：本题关键要抓住：洛伦兹力的方向始终和速度的方向垂直，磁场对电子的洛伦兹力始终不做功 7．（3分）（2022•海南）空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，图中的正方形为其边界．一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O点入射．这两种粒子带同种电荷，它们的电荷量、质量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子．不计重力．下列说法正确的是（ ） A．入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同 B．入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同 C．在磁场中运动时间相同的粒子，其运动轨迹一定相同 D．在磁场中运动时间越长的粒子，其轨迹所对的圆心角一定越大考点：带电粒子在匀强磁场中的运动．版权所有专题：压轴题．分析：带电粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动，虽然电量、质量不同，但比荷相同，所以运动圆弧对应的半径与速率成正比．它们的周期总是相等，因此运动的时间由圆心角来决定．解答：解：A、入射速度不同的粒子，若它们入射速度方向相同，则它们的运动时间也一定相同，虽然轨迹不一样，但圆心角却相同．故A错误；B、在磁场中半径，运动圆弧对应的半径与速率成正比，故B正确；C、在磁场中运动时间：（θ为转过圆心角），虽圆心角可能相同，但半径可能不同，所以运动轨迹也不同，故C错误；D、由于它们的周期相同的，在磁场中运动时间越长的粒子，其轨迹所对的圆心角也一定越大．故D正确；故选：BD点评：带电粒子在磁场中运动的题目解题步骤为：定圆心、画轨迹、求半径．-11-\n 8．（3分）（2022•广东模拟）如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L，质量为m的直导体棒．在导体棒中的电流I垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，下列外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向正确是（ ） A．B=mg，方向垂直斜面向上 B．B=mg，方向垂直斜面向下 C．B=mg，方向垂直斜面向下 D．B=mg，方向垂直斜面向上考点：共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用；安培力．版权所有专题：压轴题；共点力作用下物体平衡专题．分析：通电导线在磁场中的受到安培力作用，由公式F=BIL求出安培力大小，由左手定则来确定安培力的方向．解答：解：A、外加匀强磁场的磁感应强度B的方向垂直斜面向上，根据左手定则知，安培力沿斜面向上，还受到支持力和重力，三力处于平衡状态，沿斜面方向上由平衡条件得：BIL=mgsinα则B═mg；故A正确、D错误．B、外加匀强磁场的磁感应强度B的方向垂直斜面向下，则根据左手定则知，安培力沿斜面向下，与支持力和重力不可能平衡，即棒子不可能处于平衡状态．故B、C均错误；故选A．点评：学会区分左手定则与右手定则，前者是判定安培力的方向，而后者是判定感应电流的方向． 9．（3分）（2022秋•高台县校级期末）如图是质谱仪的工作原理示意图．带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器．速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E．平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2．平板S下方有磁感应强度为B0的匀强磁场．下列表述正确的是（ ）-11-\n A．质谱仪是一种测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具 B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外 C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于 D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的荷质比越小考点：带电粒子在匀强磁场中的运动．版权所有专题：带电粒子在磁场中的运动专题．分析：质谱仪的原理为：带电粒子经加速后进入速度选择器，速度为v=粒子可通过选择器，然后进入B0，打在S板的不同位置．解答：解：A、进入B0的粒子满足，知道粒子电量后，便可求出m的质量，所以质谱仪可以用来分析同位素，故A正确；B、假设粒子带正电，则受电场力向右，由左手定则可判断磁场方向垂直直面向外，故B正确；C、由qE=qvB，得v=，此时离子受力平衡，可沿直线穿过选择器，故C正确；D、由，知R越小，荷质比越大，故D错误；故选：ABC．点评：质谱仪工作原理应采取分段分析的方法，即粒子加速阶段，速度选择阶段，在磁场中运动阶段． 10．（3分）（2022秋•安庆期末）目前，世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机，如图表示它的原理：将一束等离子体喷射入磁场，在磁场中有两块金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压，以下说法不正确的是（ ） A．B板带正电 B．A板带正电 C．其他条件不变，只增大射入速度，UAB增大 D．其他条件不变，只增大磁感应强度，UAB增大-11-\n考点：霍尔效应及其应用．版权所有分析：大量带正电和带负电的微粒向右进入磁场时，由左手定则可以判断正负电荷受到的洛伦兹力方向，从而确定相当于电源的正负极，从而得出通过电阻的电流方向．解答：解：A、B、大量带正电和带负电的微粒向右进入磁场时，由左手定则可以判断正电荷受到的洛伦兹力向下，所以正电荷会聚集的B板上，负电荷受到的洛伦兹力向上，负电荷聚集到A板上，故B板相当于电源的正极，A板相当于电源的负极，所以通过电阻R的电流从下到上，故A正确，B错误．C、D、当粒子受力平衡时，洛伦兹力与电场力相等，即：qvB=qE=，增大射入速度或增大磁感应强度都可以使UAB增大．故CD正确．本题选择不正确的，故选：B．点评：根据洛伦兹力的方向判断物体的运动方向，此题还可以根据洛伦兹力与极板间产生的电场力平衡解得磁流体发电机的电动势，注意确定正负电荷的洛伦兹力的方向是解题的关键． 11．（3分）（2022•徐州一模）在xY平面内有一通电直导线与X、Y轴相交，导线中电流方向如图所示．该区域内有匀强磁场，通电直导线所受磁场力的方向与m轴的正方向相同．该磁场的磁感应强度的方向可能为（ ） A．沿z轴正方向B．沿z轴负方向C．沿y轴负方向D．沿y轴正方向考点：通电直导线和通电线圈周围磁场的方向．版权所有分析：通电导线在磁场中受到安培力，根据左手定则可确定安培力的方向，由安培力方向与磁场和电流方向所构成的平面垂直，即可求解．解答：解：A、B、根据左手定则，安培力必须与电流和磁场构成的平面，故场的方向一定在xOy平面内，故A错误，B错误；C、磁场的方向沿Y轴负方向，符合左手定则，故C正确；D、磁场的方向沿Y轴正方向，不符合左手定则，故D错误；故选C．点评：考查左手定则，并让学生理解安培力、电流与磁场三方向的关系，同时安培力必须与电流和磁场构成的平面垂直；注意：左手定则中，磁感线不一定垂直穿过手掌心． 12．（3分）（2022秋•大港区校级期末）如图所示为圆柱形区域的横截面，在该区域加沿圆柱轴线方向的匀强磁场．带电粒子（不计重力）第一次以速度v1沿截面直径入射，粒子飞入磁场区域时，速度方向偏转60°角；该带电粒子第二次以速度v2从同一点沿同一方向入射，粒子飞出磁场区域时，速度方向偏转90°角．则带电粒子第一次和第二次在磁场中运动的（ ）-11-\n A．半径之比为1：B．速度之比为1： C．时间之比为2：3D．时间之比为3：2考点：带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力．版权所有专题：带电粒子在磁场中的运动专题．分析：粒子进入磁场时，受到洛伦兹力作用而做匀速圆周运动，速度的偏向角等于轨迹对应的圆心角，再可求出轨迹对应的圆心角θ，由t=T求解时间之比；根据几何知识求出轨迹半径之比，由半径公式r=求出速度之比．解答：解：设圆柱形区域为R．带电粒子第一次以速度v1沿直径入射时，轨迹如图所示，粒子飞出此磁场区域时速度方向偏转60°角，则知带电粒子轨迹对应的圆心角θ1=60°，轨迹半径为r1=Rtan60°，运动时间为t1=T=T；带电粒子第二次以速度v2沿直径入射时，粒子飞出此磁场区域时速度方向偏转90°角，则知带电粒子轨迹对应的圆心角θ2=90°，轨迹半径为r2=R，运动时间为t2=T=T；所以轨迹半径之比：r1：r2=：1；时间之比：t1：t2=2：3；根据半径公式r=得，速度之比：v1：v2=r1：r2=：1；故选：C点评：本题关键要掌握推论：粒子速度的偏向角等于轨迹的圆心角，运用几何知识求出半径关系，就能正确解答．基础题． 13．（3分）（2022秋•乐陵市校级月考）如图所示，从正离子源发射的正离子经加速电压U加速后进入相互垂直的匀强电场E（方向竖直向上）和匀强磁场B（方向垂直于纸面向外）中，发现离子向上偏转，要使此离子沿直线穿过电场，则？（ ）-11-\n A．增大电场强度E，减小磁感强度B B．减小加速电压U，增大电场强度E C．适当地加大加速电压U D．适当地减小电场强度E考点：带电粒子在混合场中的运动；牛顿第二定律．版权所有专题：带电粒子在复合场中的运动专题．分析：加速电场中，根据eU=mv2可得v=；粒子在复合场中做匀速直线运动的条件是：Eq=qvB．根据左手定则可知正离子所受的洛伦兹力的方向竖直向下，故正离子向上极板偏转的原因是电场力大于洛伦兹力，为了粒子在复合场中做匀速直线运动，要么增大洛伦兹力，要么减小电场力．解答：解：要使粒子在复合场中做匀速直线运动，必须满足条件：Eq=qvB．根据左手定则可知正离子所受的洛伦兹力的方向竖直向下，因正离子向上极板偏转的原因是电场力大于洛伦兹力，所以为了使粒子在复合场中做匀速直线运动，则要么增大洛伦兹力，要么减小电场力．A、增大电场强度E，即可以增大电场力，减小磁感强度B，即减小洛伦兹力，不满足要求．故A错误．B、减小加速电压U，则洛伦兹力减小，而增大电场强度E，则电场力增大，不满足要求，故B错误．C、加速电场中，根据eU=mv2可得v=；适当地增大加速电压U，从而增大洛伦兹力，故C错误．D、根据适当减小电场强度E，从而减小电场力，故D正确．故选：D．点评：本题中物体的运动分成两个阶段：在电场中的加速和在复合场中的匀速直线运动．在解题时要注意过程分析和受力分析． 二、计算题14．（2022秋•乐陵市校级月考）质量为m、长度为L的导体棒MN静止在水平导轨上，通过MN的电流为I，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与导轨平面成θ角斜向下，如图所示，求MN棒受到的支持力和摩擦力．-11-\n考点：安培力；力的合成与分解的运用；共点力平衡的条件及其应用．版权所有专题：共点力作用下物体平衡专题．分析：带电金属杆进行受力分析，除重力、支持力外、在磁场中受到安培力，还有静摩擦力，四力处于平衡状态．根据磁场的方向由左手定则来确定安培力的方向，从而对安培力进行力的分解，由平衡可得支持力、摩擦力的大小．解答：解：通过导体棒的电流I，则导体棒受到的安培F=BIL根据左手定则可知：安培力的方向如图所示，受力分析f=Fsinθ方向为：水平向左N=mg+Fcosθ，方向为：竖直向上答：则棒受到的支持力的大小为mg+Fcosθ；方向为：竖直向上．摩擦力的大小为Fsinθ，方向为：水平向左．点评：要会区分左手定则与右手定则：左手定则是判定磁场力的，而右手定则是判定感应电流方向的．同时还利用三力平衡知识来求解． 15．（2022秋•乐陵市校级月考）如图所示，水平放置的两块长直平行金属板a，b相距d=0.10m，a，b间的电场强度为E=5.0×105N/C，b板下方整个空间存在着磁感应强度大小为B=6.0T、方向垂直纸面向里的匀强磁场．今有一质量为m=4.8×10﹣25kg、电荷量为q=1.6×10﹣23C的带正电的粒子（不计重力），从贴近a板的左端以v0=1.0×104m/s的初速度水平射入匀强电场，刚好从狭缝P处穿过b板而垂直进入匀强磁场，最后粒子回到b板的Q处（图中未画出）．求：（1）粒子从狭缝P处穿过b板进入匀强磁场的速度大小和方向θ；（2）P、Q之间的距离L．考点：带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力．版权所有专题：带电粒子在磁场中的运动专题．分析：粒子进入电场中，在电场力作用下加速运动，由动能定理可求出出电场的速度大小及方向．当粒子进入磁场中，由洛伦兹力作用做匀速圆周运动，由牛顿第二定律与几何关系可求出PQ间距．解答：解：（1）粒子从a板左端运动到P处，由动能定理得：qEd=mv2﹣mv02，代入数据，解得：=×106m/s，-11-\ncosθ=0.5，代入数据得：θ=30°；②粒子在磁场中做匀速圆周运动，圆心为O，半径为r，粒子运动轨迹如图所示：由几何关系得：=rsin30°，粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qvB=m，代入数据解得：L=5.8cm；答：①粒子进入磁场时速度大小为×106m/s，速度方向与水平方向夹角为30°；②P、Q之间的距离为2.5cm．点评：本题考查带电粒子在电场、磁场中两运动模型：匀速圆周运动与类平抛运动，及相关的综合分析能力，以及空间想像的能力，应用数学知识解决物理问题的能力，同时掌握牛顿第二定律与运动学公式相综合，并理解运动的半径与周期公式的应用．-11-
