(一)安培力与洛伦兹力、带电粒子在匀强磁场中的运动-【衡水金卷·先享题】2024-2025学年高二物理选择性必修2同步周测卷（J）

高二周测卷 ·物理·」选择性必修第二册· 高二同步周测卷/物理选择性必修第二册（一） 品题要素一览表 注： 1.能力要求： I.理解能力 Ⅱ.推理能力Ⅲ.分析综合能力下.应用数学处理物理问题的能力V,实验能力 2.学科素养： ①物理观念 ②科学思维③科学探究①科学态度与责任 分 知识点 能力要求 学科素养 预估难度 题号 题型 值 (主题内容) ① ②③④ 档次 系数 1 单项选择题 8 阴极射线分析 易 0.85 单项选择题 电流之间的相互作用 易 0.80 3 单项选择题 洛伦兹力与现代科技 中 0.75 4 单项选择题 圆形磁场区域问题 中 0.70 带电粒子在磁场中的基本概念 5 单项选择题 8 中 0.75 分析 6 单项选择题 8 带电粒子在磁场中的运动 中 0.75 7 单项选择题 8 生活科技与安培力 中 0.65 8 单项选择题 8 带电粒子在磁场中的运动 难 0.55 9 非选择题 10 安培力作用下的平衡问题 易 0.80 10 非选择题 11 组合场问题 中 0.70 11 非选择题 15 带电粒子在磁场中的运动 难 0.50 香若管案及解析 一、单项选择题 受洛伦兹力的作用，故粒子的速度大小不变，A项错 1.A【解析】根据左手定则可知，加一沿y轴正方向的 误：从靠近磁镜处返回时，在垂直于磁瓶轴线平面内， 磁场，洛伦兹力方向沿：轴负方向，可以使亮线向下 粒子的速度方向与轴线垂直，故沿磁瓶轴线方向的速 偏转，A项正确。 度分量为零，又粒子的速度大小不变，故此时垂直于 2.D【解析】根据同向电流相互吸引、反向电流相互排 磁瓶轴线平面内的速度分量最大，从左端到右端的运 斥可知，环a对环c的安培力大小为F,方向向左：环 动过程中垂直分量会变化，B项错误：粒子做圆周运 b对环c的安培力大小为F:,方向向右：圆环中通有 动的周期T一需由于从左编到右编的运动过程 相同大小的电流，由于环a与环c间的距离大于环b 中，磁感应强度先减小后增大，所以粒子的运动周期 与环c间的距离，则F,>F,故环c受到的安培力的 先增大后减小，C项错误：根据题意可知粒子运动轨 合力大小为F一F,方向向右，D项正确。 3.D【解析】从左端到右端的运动过程中，由于粒子只 迹的螺距1=U/T=2πm,由于平行于轴线的速度 ·35· ·物理·J选择性必修第二册· 参考答案及解析 先增大后减小，所以运动轨迹的螺距先增大后减小，7，C【解析】根据对称性可知A点和B点的磁感应强 D项正确。 度大小相等，方向不同，A项错误；根据题意可知a、c 4.C【解析】a射线的贯穿能力很弱，不能穿过纸而进 两条导线对b导线的安培力大小均为F,∫、d两条导 入磁场，Y粒子不带电，在磁场中不偏转，打在B处，3 线对6导线的安培力大小均为Fa=an30F=F, 粒子带负电，偏转后打在A处，则根据左手定则判断 3 可知，圆形区域内磁场方向垂直纸面向外，A项错误： :导线对6导线的安培力大小为号，根据矢量的合成 打在A处的射线经过圆形区域时，由于洛伦兹力不 可得b导线所受的安培力大小F。=2Fsin30°+2× 做功，所以动能不增加，B项错误：如果将纸拿走保留 磁场，则α射线进人磁场，根据洛伦兹力提供向心力 乞=乞，B项错误：根据安培定则，a,d 3sin 60F5 有Bm=m号，解得轨迹半径r=需，由于。粒子的 两条导线在O点的磁感应强度等大反向，b,两条导 线在O点的磁感应强度等大反向，a、b、c、d、e五条导 质量约为3粒子质量的8000倍，a射线的速度约为 线在O点的磁感应强度方向与c导线在O点的磁感 光速的品，则。粒子做圆周运动的半径很大，远大于 应强度方向相同，垂直于ed向下，C项正确，D项 3粒子做圆周运动的半径。所以α粒子在磁场中的 错误。 偏转量很小，几乎不偏转，与Y射线一起打在B处，则 8.A【解析】因直导线da'和c所产生的合磁场方向 光屏还是会出现明显的两个亮斑，C项正确，D项 在O'点沿垂直正对b'方向斜向右上方，而另外四条 错误。 直导线所产生的合磁场方向也是斜向右上方，若在 5,D【解析】根据题意可知，带电粒子在匀强磁场中做 ()点以速度。沿垂直正对b'方向发射一不计重力 匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力有四B= 的质子，可知质子斜向右上方做匀速直线运动，则质 子的运动轨迹在xOy平面的投影如A项图所示，在 m号，可得r=器由于两个粒子所带的电荷量相 Oy平面的投影与y轴平行，A项正确。 等，在同一匀强磁场中运动，若速率相等，粒子的轨迹 二、非选择题 半径与粒子的质量有关，轨迹半径不一定相等：若动 9.【解析】(1)根据题意，对导体棒受力分析，受重力，斜 量大小相等，则轨迹半径必相等，A项错误，D项正 面的支持力，沿斜面向上的安培力，如图所示(2分) 确：根据题意，由公式T=2可得，粒子的周期T 器，由于同个粒子所带的电背量相等，在同一匀强 mg 磁场中运动，则粒子运动的周期与质量有关，若动能 所以电流方向a*b (2分) 相等，由公式B=之m心可知，质量不一定相等，则 (2)由于导体棒静止，沿斜面方向上，由平衡条件有 mngsin a-=F变 (2分) 周期不一定相等：若质量相等，则周期必相等，B、C项 F安=BIl (2分) 错误。 解得I="gsin a BI (2分) 6,A【解析】该粒子的运动轨迹与虚线ON相切，画出 该粒子的运动轨迹如图所示，由于)A=OD=r,故 10.【解析】(1)根据题意可得，质子的运动轨迹如图 △AOD为等边三角形，则∠ODA=60°，面而∠MON 所示 =30°，则∠OCD=90°，故COD为一条直线，则OD =CD 30=4r=L十r,解得r=兰，A项正确」 3 2 0,2 6130.302 609 60 D M ·36. 由儿何知识可知，质子轨迹所对应的圆心角为20， 则质子在毯场中运动的时间一碧X2 (2分) 设质子的轨迹半径为，则根据洛伦兹力提供向心 力有Bgw=m (1分) 解得贸 (1分) 又质子运动的周期T=2r (1分) 联立可得，质子射人脸场时与NM间的夹角9== (2分) (2)根据儿何知识可得如9=之R (2分) 则大圆的半径R-需血号 nBq四 (2分)》 11,【解析】(1)电子速度最大时，其运动轨迹刚好与左 壁相切，如图所示 v@ w物课·」透挥性必修第二函第1页（共4面》 街水金等·先章最·高二网步店测存二 物理·」选择性必修第二研 第2页「其4而) 每Ioe 分数 号 答案 二、非选择题（本圈共3小题，其36分。请按要求完成下列各避） 9.《10分》如图甲所示，在本平他面上固定一对镜角为。的光滑平行导电轨道，轨道间 的距离为，两轨道：清的连线与轨道垂直，顶清接有电源。将一根质量为m的直导 体棒ah放在两轨道上，且与网轨道垂直。挚体棒中的电流恒定，如图乙所示为图甲 沿：一小方向观察的平面图。已知重力加遮度为繁，在物道所在空间加一垂直斜面向 上，磁够成强度大小为B的匀强位场，使导体棒在先道上保持静止， 《1)请判断电荒方向，并在图乙中雨出对导体棒的受力分析： 2)求通过导体棒的恒定电蓖」的大小。 10.(1山分)如闲甲所示为太极图。知图乙所示为内部作在方向相反、警感应强度大小 均为日的匀强感场的太极图，大圆的圆心为O,内部两个半圆的圆心了.（了在同 茶直径MN上，半阔的直径均为大圆的半径，角线MON左侧的磁场方向垂直纸面 向外。一质量为，电荷量为：的质子，以速度路从N点沿纸面方向射人右侧磁 场，恰好通过O点进人左侧慰场并从M点射出，质子在疏场中运动的时间为。不 计质子的重力，求 (1)质子射人感场时与NM间的夹角8： (2)大的半轻R。 物课·」落性必修第二研第3暖其4页引 衡水金车·先享题☐ 11.《15分》微管道电子倍增管是科用入射电子经过真空微管道时的多次反射大信号 强度的一种电子器作。如所示，真空微管道悬一直径为d的正圆柱形管道，微管 道中水平线()以下存在垂直于中心轴所在载面的匀强篮场，径场的磁移应强度大 小为B,方向垂直于纸面向外。现一电子礼从中轴所在截面的角射人北面内的 D点，人射速度大小为瑞，方向与管壁线MN(MN与中心输平行)间的夹角分一60 电子撞击管通内壁后产生n个次级电子（包含原电子），且所有电子在微管道内整个 运动过程中均不会撞击左侧管壁，忽略重力和各级电子间的相互作用，已知电子的 电荷量为，质量为和， (1)假设人射电子与管度发生弹生陵幢，要使入射电子反弹后不与左褐管坚N发 生碰樟，求入射速度的最大值： 《2)如果？一2，碰撞后，平行于管道轴的动量变为零，垂直管道轴的动量完全反弹后 被次线电子均分，微使电载量数大至少16倍，微管道高度赤应满足什么条件。 入射电子常等通中心相 商二月步周测荐一 物厦·」透择性多榨第二卧第4面（到↓页}