章末综合检测1 安培力与洛伦兹力-2020-2021学年高中物理同步备课学案（2019人教版选择性必修第二册）

章末综合检测1    安培力与洛伦兹力

(时间：90分钟，满分：100分)

一、选择题(每小题5分，共60分)

1.一束粒子沿水平方向平行飞过小磁针上方，如图所示，此时小磁针S极向纸内偏转，这一束粒子可能是(　　)

A．向右飞行的正离子束

B．向左飞行的正离子束

C．向右飞行的负离子束

D．向左飞行的负离子束

解析　小磁针N极的指向即是磁针所在处的磁场方向．题中磁针S极向纸内偏转，说明离子束下方的磁场方向由纸内指向纸外．由安培定则可判定离子束的定向运动所产生的电流方向由右向左，故若为正离子，则应是由右向左运动，若为负离子，则应是由左向右运动，答案是B、C.

答案　BC

2.如图所示，垂直纸面放置的两根直导线a和b，它们的位置固定并通有相等的电流I；在a、b沿纸面的连线的中垂线上放有另一直导线c，c可以自由运动．当c中通以电流I1时，c并未发生运动，则可以判定a、b中的电流(　　)

A．方向相同都向里

B．方向相同都向外

C．方向相反

D．只要a、b中有电流，c就不可能静止

解析  如果导线c并未发生运动，则导线a、b在导线c处的合磁场方向应平行于导线c，由平行四边形定则和直导线周围磁场分布规律可知，两电流I1、I2方向应相反，故C正确．

答案  C

3.美国发射的航天飞机“发现者”号搭载了一台α磁谱仪，其中一个关键部件是由中国科学院电工研究所设计制造的直径为1200 mm、高为80 mm、中心磁感应强度为0.314 T的永久磁体．它的主要使命是要探测宇宙空间中可能存在的物质，特别是宇宙中反氦原子核．若如图所示的磁谱仪中的4条径迹分别为质子、反质子、α粒子、反氦核的径迹，其中反氦核的径迹为(　　)

A．1　　　　　　　　　 B．2

C．3   D．4

解析 由速度选择器的特点可知，进入磁场B2的四种粒子的速度v相同．由左手定则可以判断，向左偏转的为反质子和反氦核(带负电)．又根据R＝知RH＜RHe，故2为反氦核的径迹，故B正确．

答案  B

4.两带电油滴在竖直向上的匀强电场E和垂直纸面向里的匀强磁场B正交的空间做竖直平面内的匀速圆周运动，如图所示．则两油滴一定相同的是(　　)

①带电性质　②运动周期　③运动半径   ④运动速率

A．①②                  B．①④

C．②③④                D．①③④

解析　根据mg＝qE，所以静电力方向必须向上；根据r＝，而根据①式，＝，所以只要为常数即可，但v不一定相等，所以③④错误．根据T＝，可得运动周期相同，②对．

答案　A

5．如图所示，一质量为m，电荷量为q的带正电绝缘体物块位于高度略大于物块高的水平宽敞绝缘隧道中，物块上、下表面与隧道上、下表面的动摩擦因数均为μ，整个空间中

存在垂直纸面向里，磁感应强度为B的水平匀强磁场，现给物块水平向右的初速度v0，空气阻力忽略不计，物块电荷量不变，隧道足够长，则整个运动过程中，物块克服阻力做功可能是(　　)

A．0                 B.mv－

C.mv               D.－mv

解析　物块进入磁场后的受力情况有三种可能情况：第一种，洛伦兹力和重力是一对平衡力，即Bqv0＝mg，满足该情况的v0＝，没有摩擦力，所以克服摩擦力做功为零；第二种情况，v0>，挤压上表面，要克服摩擦力做功，当速度减小为v＝后，摩擦力消失，故克服摩擦力做功W＝mv－mv2＝mv－；第三种情况，v0<，挤压下表面，要克服摩擦力做功，一直到速度为零，所以克服摩擦力做功W＝mv.

答案　ABC

6．回旋加速器是利用较低电压的高频电源，使粒子经多次加速获得巨大速度的一种仪器，工作原理如图所示．下列说法正确的是(　　)

A．粒子在磁场中做匀速圆周运动

B．粒子由A0运动到A1比粒子由A2运动到A3所用时间少

C．粒子的轨道半径与它被电场加速的次数成正比

D．粒子的运动周期和运动速率成正比

解析　本题考查对回旋加速器的基本工作原理的理解，由于D形盒的屏蔽作用，带电粒子在磁场中不受静电力的作用，仅受洛伦兹力，因此粒子在磁场中做匀速圆周运动，A正确；粒子的周期T＝与粒子运动速率无关，从A0到A1和从A2到A3的时间相等，均为，故B、D选项错误；当粒子被加速n次后进入磁场，由nqU＝mv，rn＝可得：rn＝