高中物理第三章磁场3.5运动电荷在磁场中受到的力习题2选修3_1

运动电荷在磁场中受到的力
班级姓名第小组
1.关于电场力与洛伦兹力，以下说法正确的是( )
A.电荷只要处在电场中，就会受到电场力，而电荷静止在磁场中，也可能受到洛伦兹力
B.电场力对在电场中的电荷一定会做功，而洛伦兹力对在磁场中的电荷却不会做功
C.电场力与洛伦兹力一样，受力方向都在电场线和磁感线上
D.只有运动的电荷在磁场中才会受到洛伦兹力的作用
2.下列各图中，运动电荷的速度方向、磁感应强度方向和电荷的受力方向之间的关系正确的是( )
3.长直导线AB附近，有一带正电的小球，用绝缘丝线悬挂在M点，当导线AB通以如图所示的恒定电流时，下列说法正确的是( )
A.小球受磁场力作用，方向与导线AB垂直且指向纸里
B.小球受磁场力作用，方向与导线AB垂直且指向纸外
C.小球受磁场力作用，方向与导线AB垂直向左
D.小球不受磁场力作用
4.在电视机的显像管中，电子束的扫描是用磁偏转技术实现的，其扫描原理如图甲所示。

圆形区域内的偏转磁场方向垂直于圆面，而不加磁场时，电子束将通过O点而打在屏幕的中心M点。

为了使屏幕上出现一条以M为中心的亮线PQ，偏转磁场的磁感应强度B随时间变化的规律应是乙中的( )
5.如图所示，一束电子流沿管的轴线进入螺线管，忽略重力，电子在管内的运动应该是( )
A.当从a端通入电流时，电子做匀加速直线运动
B.当从b端通入电流时，电子做匀加速直线运动
C.不管从哪端通入电流，电子都做匀速直线运动
D.不管从哪端通入电流，电子都做匀速圆周运动
6．每时每刻都有大量宇宙射线射向地球，地磁场可以改变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着十分重
要的意义。

假设有一个带正电的宇宙射线粒子正垂直于地面向赤道射来，在地磁场的作用下，它将( )
A.向西偏转
B.向南偏转
C.向北偏转
D.向东偏转
7.初速为v0的电子，沿平行于通电长直导线的方向射出，直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图所示，则( )
A.电子将向右偏转，速率不变
B.电子将向左偏转，速率改变
C.电子将向左偏转，速率不变
D.电子将向右偏转，速率改变
8.如图所示，用丝线吊一个质量为m的带电(绝缘)小球处于匀强磁场中，空气阻力
不计，当小球分别从A点和B点向最低点O运动且两次经过O点时( )
A.小球的动能相同
B.丝线所受的拉力相同
C.小球所受的洛伦兹力相同
D.小球的向心加速度相同
9.在方向如图所示的匀强电场(场强为E)和匀强磁场(磁感应强度为B)共存的场区
中，一电子沿垂直电场线和磁感线的方向以速度v0射入场区，设电子射出场区时的
速度为v，则( )
A.若v0>E/B，电子沿轨迹I运动，射出场区时，速度v>v0
B.若v0>E/B，电子沿轨迹Ⅱ运动，射出场区时，速度v<v0
C.若v0<E/B，电子沿轨迹Ⅰ运动，射出场区时，速度v>v0
D.若v0<E/B，电子沿轨迹Ⅱ运动，射出场区时，速度v<v0
10..如图所示，一个带正电荷的小球沿光滑水平绝缘的桌面向右运动。

飞离桌子
边缘A，最后落在地板上，设有磁场时其飞行时间为t1，水平射程为s1，着地速
度大小为v1；若撤去磁场，其余条件不变时，小球飞行时间为t2，水平射程为s2，
着地速度大小为v2，则( )
A．s1>s2 B．t1>t2 C．v1>v2 D．v1＝v2
11.为了测量某化肥厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图
所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两
端开口，在垂直于上下表面方向加磁感应强度为B的匀强磁场，在前后两个内
侧面固定有金属板作为电极，污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将
显示两个电极间的电压U。

若用Q表示污水流量 (单位时间内排出的污水体积)，
下列说法正确的是( )
A.若污水中正离子较多，则前内侧面比后内侧面电势高
B.前内侧面的电势一定低于后内侧面的电势，与哪种离子多无关
C.污水中离子浓度越高，电压表的示数将越大
D.污水流量Q与电压U成正比，与a、b有关
12.质量为m，电量为q带正电荷的小物块从半径为R的1
4光滑圆槽顶点由静止下滑，整个装置处于电场强
度为E，磁感应强度为B的区域内如图所示，则小物块滑到底端时对轨道的压力为________。

13.有一质量为m、电荷量为q的带正电小球停在绝缘平面上，并处在磁感应强度为B方向垂直纸面向里的匀强磁场中，如图所示，为了使小球飘离平面，匀强磁场在纸面内移动的最小速度应为多少？方向如何？
14．质量为m，带电量为q的微粒，以速度v与水平方向成45°角进入匀强电场和匀强磁场同时存在的空间，如图所示，微粒在电场、磁场、重力场的共同作用下做匀速直线运动，求：
(1)电场强度的大小，该带电粒子带何种电荷。

(2)磁感应强度的大小。

高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题
1．放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用。

F的大小与时间的关系和物块速度
与时间的关系如图甲乙所示，取重力加速度g=10m/s2。

由两图像可以求得物块的质量和物块与地面之间的动摩擦因数分别为（）
A．
B．
C．
D．
2．如图所示，水平桌面上放置一个质量为1kg的物块A，在A的上面放置另一个质量也为1kg的物块B，已知A与地面之间的动摩擦因数为μ1=0.5，A、B之间的动摩擦因数为μ2=0.2。

现在给物块A施加一个与水平方向夹角为θ=37°斜向上方大小恒为F=10N的力，则物块B所受的摩擦力为(重力加速度g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8)
A．大小为0.5N，方向水平向右
B．大小为2N，方向水平向右
C．大小为0.5N，方向水平向左
D．大小为2N，方向水平向左
3．一物体以初速度为v0做匀减速运动，第1 s内通过的位移为x1＝3 m，第2 s内通过的位移为x2＝2 m，又经过位移x3物体的速度减小为0，则下列说法中不正确的是( )
A．初速度v0的大小为2.5 m/s B．加速度a的大小为1 m/s2
C．位移x3的大小为m D．位移x3内的平均速度大小为0.75 m/s
4．如图所示，细绳一端固定在天花板上的O点，另一端穿过一张CD光盘的中央小孔后拴着一个橡胶球，橡胶球静止时，竖直悬线刚好挨着水平桌面的边沿。

现将CD光盘按在桌面上，并沿桌面边缘以速度v匀速移动，移动过程中，C、D光盘中央小孔始终紧挨桌面边线，当悬线与竖直方向的夹角为时，小球上升的速度大小为（）
A．vsin B．vcos C．vtan D．vcot
5．电磁炉热效率高达90%，炉面无明火，无烟无废气，电磁“火力”强劲，安全可靠．如图所示是描述电磁炉工作原理的示意图，下列说法正确的是（）
A．当恒定电流通过线圈时，会产生恒定磁场，恒定磁场越强，电磁炉加热效果越好
B．电磁炉通电线圈加交流电后，在锅底产生涡流，进而发热工作
C．电磁炉的锅不能用陶瓷锅或耐热玻璃锅，主要原因这些材料的导热性能较差
D．在锅和电磁炉中间放一纸板，则电磁炉不能起到加热作用
6．一列简谐横波沿直线由A向B传播，A、Ｂ相距０.45m，右图是A处质点的震动图像。

当A处质点运动到波峰位置时，B处质点刚好到达平衡位置且向y轴正方向运动，这列波的波速可能是
A．4.5m/s B．3.0m/s C．1.5m/s D．0.7m/s
二、多项选择题
7．2011年中俄联合实施探测火星计划，由中国负责研制的“萤火一号”火星探测器与俄罗斯研制的“福布斯—土壤”火星探测器一起由俄罗斯“天顶”运载火箭发射前往火星。

已知火星的质量与地球质量之比为1:9，火星的半径约与地球半径之比为1:2，下列说法中正确的是_______。

A．发射速度只要大于第一宇宙速度即可
B．发射速度应大于第二宇宙速度而小于第三宇宙速度
C．火星表面的重力加速度与地球表面重力加速度之比是4:9
D．火星探测器绕火星表面和绕地球表面做圆周的周期之比为
E．火星探测器环绕火星运行的最大速度为地球第一宇宙速度的
8．图中虚线是某电场中的一簇等差等势线。

两个带电粒子从P点均沿等势线的切线方向射入电场，粒子运动的部分轨迹如图中实线所示。

若粒子仅受电场力的作用，则下列说法中正确的是
A．a点的电场强度小于b点的电场强度
B．a点的电势高于b点的电势
C．粒子从P运动到a的过程中，粒子的动能和电势能总和不变
D．粒子从P运动到b的过程中，粒子的动能增大
9．物体由静止开始做匀加速直线运动,第3 s内通过的位移是3 m,则 ( )
A．第3 s内平均速度是1 m/s
B．物体的加速度是1.2 m/s2
C．前3 s内的位移是6 m
D．3 s末的速度是3.6 m/s
10．如图所示的三条相互平行、距离相等的虚线分别表示电场中的三个等势面，电势分别为7V、14V、21V，实线是一带电粒子（不计重力）在该区域内的运动轨迹，下列说法正确的是（）
A．粒子一定带负电荷，且粒子在a、b、c三点所受合力相同
B．粒子运动径迹一定是a→b→c
C．粒子在三点的动能大小为E Kb>E Ka>E Kc
D．粒子在三点的电势能大小为E Pb >E Pa> E Pc
三、实验题
11．灵活起降的飞机是航母主要攻击力之一。

“辽宁号’’航空母舰土暂时还没有飞机弹射系统。

美国“肯尼迪”航空母舰上的飞机弹射系统可以缩减战机起跑的位移。

假设弹射系统对“F-A15型”战斗机作用了0.2s时间后，可以使飞机达到一定的初速度v0，然后飞机在甲板上起跑，加速度为2m/s2，经过10s达到起飞速度v1=50m/s的要求。

（1）飞机离开弹射系统瞬间的速度是多少？
（2）弹射系统对飞机提供的加速度是多少？
12．有一个电压表V，其内阻为30kΩ、量程约25V～35V，共有30个均匀小格，但刻度已经模糊。

为了测量其量程并重新刻度，现有下列器材供选用：
标准电压表V1：量程3V，内阻为3kΩ
标准电压表V2:量程12V，内阻为3kΩ
电流表A:量程0～3A，内阻未知
滑动变阻器R:总阻值1kΩ
稳压电源E: 30V，内阻不能忽略
开关、导线若干
(1)根据上述器材，小明同学设计了如图所示的实验电路图。

你认为此电路设计是否可行？请简述理由：________________ 。

(2)请设计一个合理的电路图，画在答题卡的方框内，将所选用的器材用相应的符号表示（要求V表指针的偏转过半，并能测量多组数据）_________。

(3)若某次测量时V表指针所指格数为N，写出计算量程的表达式Ug=______；式中字母的意义是_______。

四、解答题
13．如图所示，水平地面上有三个质量均为m=1kg的小物块A、B、C，A、B间用一根轻绳水平相连．一水平恒力F作用于物块A上，使三物块以相同的加速度运动一段时间后撤去F．已知B与C间的动摩擦因数＝0.5，A和C与地面间的动摩擦因数均为＝0.2．若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m／s2．求：
(1)力F的最大值；
(2)从撤去F到三物块停止运动的过程中，B受到的摩擦力．
14．如图所示，直角玻璃三棱镜置于空气中，已知∠A＝60°，∠C＝90°，一束极细的单色光从AB面的D点入射，入射角为i = 45°，BD＝L，AB = 4L，光线恰射到BC的中点，光在真空中的传播速度为c。

求玻璃的折射率n和光从进入棱镜到它第一次射出棱镜所经历的时间t。

【参考答案】
一、单项选择题
题号 1 2 3 4 5 6
答案 A A A A B A
二、多项选择题
7．BCE
8．ACD
9．BD
10．AD
三、实验题
11．（1）30m/s（2）150m/s2
12．电流表 A 的量程太大，而电压表与其串联时实际流过的电流太小，即电流表的指针偏转不明显；如图所示；
300 U1/N 其中 N 为 V 表指针所指格数，U1为 V1表读数
四、解答题
13．(1) (2) ，方向水平向左
14．
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注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题
1．如图所示的交流电压u=220sin100πt V，接在阻值R=220Ω的电阻两端，则（）
A．该交流电的频率为100Hz B．电压表的读数为311V
C．电流表读数为1A D．2s内电阻的焦耳热是880J
2．如图所示，在光滑的水平桌面上有一物体A，通过绳子与物体B相连，假设绳子的质量以及绳子与定滑轮之间的摩擦力都可以忽略不计，绳子不可伸长．如果两物体的质量都为m，则绳子对物体A的拉力大小为
A．mg B．2mg C．3mg/4 D．mg/2
3．如图所示，以速度v将小球沿与水平方向成θ=37°角斜向上抛出，结果球刚好能垂直打在竖直的墙面上，球反弹后的速度方向水平，速度大小为碰撞前瞬间速度的倍，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，空气阻力不计，则反弹后小球的速度大小再次为v时，速度与水平方向夹角的正切值为（）
A．B．C．D．
4．如图所示，两根间距为l的光滑平行金属导轨与水平面夹角为α，图中虚线下方区域内存在磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于斜面向上。

两金属杆质量均为m，电阻均为R，垂直于导轨放置。

开始时金属杆ab处在距磁场上边界一定距离处，金属杆cd处在导轨的最下端，被与导轨垂直的两根小柱挡住。

现将金属杆ab由静止释放，当金属杆ab刚进入磁场便开始做匀速直线运动。

已知重力加速度为g，则
A．金属杆ab进入磁场时感应电流的方向为由a到b
B．金属杆ab进入磁场时速度大小为
C．金属杆ab进入磁场后产生的感应电动势为
D．金属杆ab进入磁场后金属杆cd对两根小柱的压力大小为零
5．如图所示，质量为m、带电荷量为+q的三个相同带电小球a、b、c，从同一高度以初速度v0水平抛出，小球a只在重力作用下运动，小球b在重力和洛伦兹力作用下运动，小球c在重力和电场力作用下运动，它们落地的时间分别为t a、t b、t c，落地时重力的瞬时功率分别为P a、P b、P c，则以下判断中正确的是（）
A．t a=t b=t c B．t a=t c<t b C．P b<P a<P c D．P a=P b>P c
6．甲、乙两物体做自由落体运动，已知甲物体的质量是乙物体的2倍，而甲距地面的高度是乙距地面高度的一半，下列说法正确的是（）
A．甲物体的加速度是乙物体加速度的2倍
B．甲物体着地的速度是乙物体着地的速度的
C．甲物体下落的时间是乙物体下落的时间的
D．甲、乙两物体的末速度相同
二、多项选择题
7．如图所示是通过街头变压器降压给用户供电的示意图。

输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动。

输出电压通过输电线送给用户，两条输电线总电阻用R0表示。

当负载增加时，则（）
A．电压表V1、V2的读数几乎不变
B．电流表A2的读数增大，电流表A1的读数减小
C．电压表V3的读数增大，电流表A2的读数增大
D．电压表V2、V3的读数之差与电流表A2的读数的比值不变
8．如图所示，间距为L、电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置，导轨左右两端均有一阻值为R 的电阻相连，导轨上横跨一根长为L、质量为m、电阻也为R的金属棒，金属棒与导轨接触良好，整个装置处于竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，现给棒一瞬时冲量，让它以初速度向右运动，则直到棒停止的过程中有：
A．金属棒在导轨上做匀减速运动
B．整个过程中通过金属棒的电量为
C．整个过程中金属棒克服安培力做功为
D．整个过程中金属棒上产生的焦耳热为
9．2016年9月15日，搭载着“天宫二号”空间实验室的“长征二号F”运载火箭在酒泉卫星发射中心正式点火升空，“天空二号”顺利地进入运行圆轨道．某同学从网上查得“天宫二号”的运行轨道离地高度为h，地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，由此可得天宫二号的（）
A．运行周期T=2B．运行的线速度v=
C．角速度 D．向心加速度大小a=
10．法籍意大利数学家拉格朗日在论文《三体问题》中指出：两个质相差悬殊的天体（如太阳和地球）所在同一平面有个特殊点，如图中的所示，若飞行器位于这些点上，会在太阳与地球引力共同作用下，可以几乎不消耗燃料而保持与地球同步绕太阳做圆周运动，人们称之为拉格朗日点.若
发射一颗卫星定位于拉格朗日点，下列说法正确的是（）
A．该卫星绕太阳运动的周期和地球自转周期相等
B．该卫星在点处于平衡状态
C．该卫星绕太阳运动的向心加速度大于地球绕太阳运动的向心加速度
D．该卫星在处所受太阳和地球引力的合力比在处大
三、实验题
11．道尔顿总结了一些实验事实，得出下列结论：某一气体在气体混合物中产生的分压强等于在相同温度下它单独占有整个容器时所产生的压强；而气体混合物的总压强等于其中各气体分压强之和，这就是气体分压定律。

如图所示的容积不变的控温箱里面放一烧杯水，不考虑水的体积的变化，温度是27℃时水蒸气的饱和气压是6kPa，77℃时水蒸气的饱和气压是40kPa。

温度是27℃时控温箱内空气中的水蒸气已成为饱和汽，控温箱内的压强是1.26×105Pa；当控温箱内温度是77℃时，控温箱内的空气的相对湿度是80％时，控温箱内的压强的是多大?
12．某实验小组利用如图（a）所示的电路探究在25℃~80℃范围内某热敏电阻的温度特性，所用器材有：置于温控室（图中虚线区域）中的热敏电阻R T，其标称值（25℃时的阻值）为900.0 Ω：电源E（6V，内阻可忽略）：电压表V （量程150 mV）：定值电阻R0（阻值20.0 Ω），滑动变阻器R1（最大阻值为1 000 Ω）：电阻箱R2（阻值范围0-999.9 Ω）：单刀开关S1，单刀双掷开关S2。

实验时，先按图（a）连接好电路，再将温控室的温度t升至80.0℃，将S2与1端接通，闭合S1，调节R1的滑片位置，使电压表读数为某一值U0：保持R1的滑片位置不变，将R2置于最大值，将S2与2端接通，调节R2，使电压表读数仍为U0：断开S1，记下此时R2的读数，逐步降低温控室的温度t，得到相应温度下
R2的阻值，直至温度降到25.0°C，实验得到的R2-t数据见下表。

t/℃25.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0
R2/Ω900.0 680.0 500.0 390.0 320.0 270.0 240.0
回答下列问题：
（1）在闭合S1前，图（a）中R1的滑片应移动到_____填“a”或“b”）端；
（2）在图（b）的坐标纸上补齐数据表中所给数据点，并做出R2-t曲线_____
（3）由图（b）可得到R T，在25℃-80°C范围内的温度特性，当t=44.0℃时，可得R T=____Ω；
（4）将R T握于手心，手心温度下R2的相应读数如图（c）所示，该读数为____Ω，则手心温度为______℃。

四、解答题
13．跳伞运动员做低空跳伞表演，当直升机悬停在离地面224m高时，运动员离开飞机作自由落体运动，运动了5s后，打开降落伞，展伞后运动员减速下降至地面，若运动员落地速度为5m/s，取，求运动员匀减速下降过程的加速度大小和时间。

14．如图所示，两条平行的金属导轨相距L=lm，金属导轨的倾斜部分与水平方向的夹角为37°，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中。

金属棒MN和PQ的质量均为m=0.2kg，电阻分别为R MN=1Ω和R PQ=2Ω．MN 置于水平导轨上，与水平导轨间的动摩擦因数μ=0.5，PQ置于光滑的倾斜导轨上，两根金属棒均与导轨垂直且接触良好。

从t=0时刻起，MN棒在水平外力F1的作用下由静止开始以a=1m/s2的加速度向右做匀加速直线运动，PQ则在平行于斜面方向的力F2作用下保持静止状态。

t=3s时，PQ棒消耗的电功率为8W，不计导轨的电阻，水平导轨足够长，MN始终在水平导轨上运动。

求：
（1）磁感应强度B的大小；
（2）t=0～3s时间内通过MN棒的电荷量；
（3）求t=6s时F2的大小和方向；
（4）若改变F1的作用规律，使MN棒的运动速度v与位移s满足关系：v=0.4s，PQ棒仍然静止在倾斜轨道上。

求MN棒从静止开始到s=5m的过程中，系统产生的焦耳热。

【参考答案】
一、单项选择题
题号 1 2 3 4 5 6
答案 C D B B A C
二、多项选择题
7．AD
8．CD
9．BC
10．CD
三、实验题
11．72×105Pa
12．见解析；见解析；见解析；见解析；见解析；
四、解答题
13．；
14．（1）B = 2T；（2）q = 3C；（3）F2=-5.2N（负号说明力的方向沿斜面向下）（4）。