第一章 安培力与洛伦兹力 章末达标检测(一)-【高考领航】2023-2024学年高中物理选择性必修第二册同步核心辅导与测评（人教版）

章末达标检测(一) (满分：100分) 一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一项符合题目要求) 1．三块相同的蹄形磁铁并列放置，可以认为磁极间的磁场是均匀的。将一根直导线悬挂在磁铁两极间(如图)，分别将“2、3”和“1、4”接到电源上，两次通过直导线的电流相同，这一操作探究的是(　　) A．电流大小对安培力的影响 B．磁感应强度方向对安培力的影响 C．磁感应强度大小对安培力的影响 D．通电导线长度对安培力的影响 解析：D　实验时磁场的磁感应强度B相同，通过导线的电流I相同，分别将“2、3”和“1、4”接到电源上时，在磁场中的通电导线的长度L不同，则该装置研究的是通电导线长度对安培力的影响，故D正确。 2．如图所示，由同种金属材料制成的粗细均匀的闭合圆形线框用绝缘细线悬挂于天花板上。细线上接有力传感器，已知圆形线框的半径为r，圆心为O，将此线框置于磁感应强度大小为B、方向垂直于线框平面向外的匀强磁场中，用导线把线框上P、Q两点接入电流为I的电路中，P、Q处于同一高度且∠POQ＝60°，不考虑线框两侧导线的影响。若线框处于静止状态时力传感器的示数为F，重力加速度大小为g，则圆形线框的质量为(　　) A．　　　　　 B． C． D． 解析：C　由左手定则可得，线框所受安培力方向竖直向下，则F＝F安＋mg，由几何关系可得PQ间的有效长度L＝r，则安培力为F安＝BIr，联立可得m＝，故C正确。 3．如图所示，铝盘内、外侧边缘分别与直流电源的两极相连，盘中倒入水银。将盘放在竖直方向的磁场中，当接通电源时，盘中水银转动起来。下列判断正确的是(　　) A．若盘的外边缘接负极，当磁场方向向上时水银顺时针旋转 B．若盘的外边缘接正极，当磁场方向向上时水银顺时针旋转 C．若盘的外边缘接负极，当磁场方向向下时水银顺时针旋转 D．若盘的外边缘接正极，当磁场方向向下时水银逆时针旋转 解析：A　当接通电源，盘的外边缘接负极时水银中有由内向外的辐向电流，当磁场方向向上时盘中水银有辐向电流，根据左手定则可判断水银受到顺时针方向的安培力，故水银顺时针旋转，A正确；同理可知，B、C中水银逆时针方向旋转，D中的水银顺时针方向旋转，B、C、D错误。 4．如图所示，MN为区域Ⅰ、Ⅱ的分界线，在区域Ⅰ和区域Ⅱ内分别存在着与纸面垂直的匀强磁场，一带电粒子沿着弧线apb由区域Ⅰ运动到区域Ⅱ。已知圆弧ap与圆弧pb的弧长之比为2∶1，不计粒子重力，下列说法正确的是(　　) A．粒子在区域Ⅰ和区域Ⅱ中的速率之比为2∶1 B．粒子通过圆弧ap、pb的时间之比为1∶2 C．圆弧ap与圆弧pb对应的圆心角之比为2∶1 D．区域Ⅰ和区域Ⅱ的磁场方向相反 解析：D　由于洛伦兹力不做功，所以粒子在两个磁场中的运动速度大小不变，即粒子在区域Ⅰ和区域Ⅱ中的速率之比为1∶1，A错误；根据t＝，v相同，则时间之比等于经过的弧长之比，即粒子通过圆弧ap、pb的时间之比为2∶1，B错误；圆心角θ＝，r＝，由于磁场的磁感应强度之比不知，故半径之比无法确定，则转过的圆心角之比无法确定，故C错误；根据曲线运动的条件，可知洛伦兹力的方向与运动方向的关系，再由左手定则可知，两个磁场的磁感应强度方向相反，故D正确。 5．如图所示，长、宽比为2∶1的矩形abcd区域内存在方向垂直于abcd所在平面向外的匀强磁场。从长边ab中点O沿垂直于ab边且垂直于磁场的方向，先后以相同的速度发射两个不同的正离子甲和乙，甲从c点射出，乙从b点射出。已知甲的比荷为k，不计离子重力，则乙的比荷为(　　) A． B．k C．k D．2k 解析：D　设矩形abcd宽为l，正离子甲从c点射出时，由几何关系有轨迹半径r甲＝l，由q甲vB＝得＝＝＝k，正离子乙从b点射出时，其轨迹半径为r乙＝l，由q乙vB＝得＝＝＝2k，D正确。 6．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，质量为m、电荷量为q的正电荷(重力忽略不计)以速度v沿正对着圆心O的方向射入磁场，从磁场中射出时速度方向改变了θ角。则磁场的磁感应强度大小为(　　) A． B． C． D． 解析：B　画出电荷运动的轨迹如图所示，设电荷运动的轨道半径为r，由几何关系可得tan ＝；洛伦兹力提供电荷在磁场中做匀速圆周运动的向心力，可得qvB＝m，联立可得B＝，故选B。 7．根据电、磁场对运动电荷的作用规律我们知道，电场可以使带电粒子加(或减)速，磁场可以控制带电粒子的运动方向。回旋加速器以及图示的质谱仪都是利用以上原理制造出来的高科技设备，如图中的质谱仪是把从S1出来的带电量相同的粒子先经过电压U使之加速，然后再让他们进入偏转磁场B，这样质量不同的粒子就会在磁场中分离。下述关于回旋加速器、质谱仪的说法中错误的是(　　) A．经过回旋