新課標(biāo)高二物理下學(xué)期期末考試分類匯編洛倫茲力

專題02洛倫茲力一、洛倫茲力的方向1．（2024·湖南·高二學(xué)業(yè)考試）甲、乙兩個質(zhì)量和電荷量都相同的帶正電的粒子（重力及粒子之間的相互作用力不計），分別以速度和垂直磁場方向射入勻強磁場中，且（下列各圖中的v表示粒子射入磁場的方向），則甲乙兩個粒子的運動軌跡正確的是（）A． B．C．D．【答案】A【解析】CD．依據(jù)左手定則可推斷帶正電的粒子在磁場中向上偏轉(zhuǎn)，選項CD錯誤；AB．依據(jù)洛倫茲力供應(yīng)向心力有解得由于，則選項A正確，B錯誤。故選A。2．（2024·黑龍江·嫩江市第一中學(xué)校高二期中）下列各圖中標(biāo)出了磁場B和正電荷運動速度v的方向，該時刻粒子所受洛倫茲力沿紙面對右的是（）A． B．C． D．【答案】D【解析】A．由左手定則可知洛侖茲力方向垂直紙面對里，故A錯誤；B．帶電粒子運動方向與磁場方向平行，不受洛倫茲力，故B錯誤；C．由左手定則可知洛侖茲力方向沿紙面對左，故C錯誤；D．由左手定則可知洛侖茲力方向沿紙面對右，故D正確。故選D。3．（2024·安徽·安慶市其次中學(xué)高二期中）在地球赤道上，某放射源產(chǎn)生的一束β粒子（即電子）沿豎直向上的方向射出，考慮到地磁場的影響，這一束β粒子的運動軌跡將（

）A．向東偏轉(zhuǎn) B．向西偏轉(zhuǎn) C．向南偏轉(zhuǎn) D．向北偏轉(zhuǎn)【答案】A【解析】赤道處的磁場方向從南向北，帶負(fù)電的β粒子沿豎直向上的方向射出，依據(jù)左手定則可知其運動軌跡將向東偏轉(zhuǎn)。故選A。4．（2024·廣東韶關(guān)試驗中學(xué)高二階段練習(xí)）下列關(guān)于圖中各帶電粒子所受洛倫茲力的方向或帶電粒子的帶電性的推斷正確的是（）A．洛倫茲力方向豎直向下 B．洛倫茲力方向垂真紙面對里C．粒子帶負(fù)電 D．洛倫茲力方向垂直紙面對外【答案】BD【解析】A．粒子帶負(fù)電，依據(jù)左手定則，四指指向左，手心向里，大拇指向上，即洛倫茲力方向豎直向上，故A錯誤；B．粒子帶負(fù)電，依據(jù)左手定則，四指指向上，手心向左，大拇指指向里，所以洛倫茲力方向垂真紙面對里，故B正確；C．依據(jù)左手定則，手心向外，大拇指指向上，四指指向與速度方向相同，所以粒子帶正電，故C錯誤；D．粒子帶負(fù)電，依據(jù)左手定則，四指指向左，手心向上，所以大拇指指向外，所以洛倫茲力方向垂直紙面對外，故D正確。故選BD。5．（2024·福建·金沙中學(xué)高二期中）洛侖茲力的方向左手定則：讓磁感線___________手心，四指指向___________的方向，或負(fù)電荷運動的___________，拇指所指的方向就是電荷所受___________的方向?！敬鸢浮?/p>

穿入

正電荷運動

反方向

洛侖茲力##磁場力【解析】[1][2][3][4]洛侖茲力的方向左手定則：讓磁感線穿入手心，四指指向正電荷運動的方向，或負(fù)電荷運動的反方向，拇指所指的方向就是電荷所受洛侖茲力的方向。二、洛倫茲力的大小1．（2024·廣東·鹽田中學(xué)高二期中）如圖，彈簧測力計下掛有一單匝正方形線框，線框邊長為L，質(zhì)量M，線框上邊水平且處于垂直紙面對內(nèi)的勻強磁場中，線框通有如圖方向電流，且線框處于靜止?fàn)顟B(tài)，若此時彈簧測力計示數(shù)大小為F，已知該線框單位長度自由電子個數(shù)為n，重力加速度為g，則電子定向移動對應(yīng)的洛侖茲力大小為（）A．F-Mg B．Mg-F C． D．【答案】D【解析】線框受到豎直向下的重力、豎直向上的安培力和彈力，則有而線框中的安培力是由nL個電子受到的洛倫茲力的合力，所以解得故ABC錯誤，D正確。故選D。2．（2024·湖北恩施·高二期中）1932年，師從密立根的中國科學(xué)家趙忠堯，在試驗中最早視察到正負(fù)電子對產(chǎn)生與湮沒，成為第一個發(fā)覺正電子的科學(xué)家。此后，人們在氣泡室中，視察到一對正負(fù)電子的運動軌跡，如圖所示。已知勻強磁場的方向垂直照片平面對外，電子重力忽視不計，則下列說法正確的是（）A．右側(cè)為正電子運動軌跡B．正電子與負(fù)電子分別瞬間，正電子速度大于負(fù)電子速度C．正、負(fù)電子所受洛倫茲力始終相同D．正、負(fù)電子在氣泡室運動時，動能減小、半徑減小、周期不變【答案】AD【解析】A．依據(jù)左手定則可知，右側(cè)為正電子運動軌跡，A正確；B．由洛倫茲力供應(yīng)向心力，可得解得電子的速度為由軌跡可知，正電子軌跡半徑更小，則正電子速度小于負(fù)電子速度，B錯誤；C．正、負(fù)電子所受洛倫茲力的方向時刻發(fā)生變更，C錯誤；D．由軌跡可知，正、負(fù)電子運動的半徑在減小，依據(jù)上面的式子可知，速度在減小，動能也就在減小。而正、負(fù)電子的運動周期為故運動周期與速度大小，軌跡半徑無關(guān)，保持不變。D正確；故選AD。3．（2024·山東·曲阜一中高二期中）1932年，物理學(xué)家安德森在試驗中發(fā)覺了正電子，該發(fā)覺為確定反物質(zhì)的存在供應(yīng)了重要的證據(jù)。正電子在施加了磁場的云室中運動，其穿過鉛板前后的運動軌跡如圖所示。已知正電子穿過鉛板時會損失一部分動能，則（）A．正電子由下向上穿過鉛板 B．正電子由上向下穿過鉛板C．磁場方向垂直紙面對里 D．磁場方向垂直紙面對外【答案】AC【解析】設(shè)正電子在磁場中做勻速圓周運動的半徑為r，依據(jù)牛頓其次定律有解得正電子穿過鉛板時會損失一部分動能，即速度減小，所以運動半徑減小，由圖可知正電子由下向上穿過鉛板，且依據(jù)左手定則可知磁場方向垂直紙面對里。故選AC。4．（2024·河南·范縣第一中學(xué)高二期中）如圖所示為洛倫茲力演示儀的結(jié)構(gòu)示意圖，演示儀中有一對彼此平行且共軸的勵磁圓形線圈，通入電流I后，能夠在兩線圈間產(chǎn)生勻強磁場；玻璃泡內(nèi)有電子槍，通過加速電壓U對初速度為零的電子加速并連續(xù)放射。電子剛好從球心O點正下方的S點水平向左射出，電子通過玻璃泡內(nèi)淡薄氣體時能夠顯示出電子運動的徑跡。則下列說法正確的是（）A．若要正常視察電子徑跡，勵磁線圈的電流方向應(yīng)為逆時針（垂直紙面對里看）B．若保持U不變，增大I，則圓形徑跡的半徑減小C．若同時減小I和U，則電子運動的周期增大D．若保持I不變，減小U，則電子運動的周期將減小【答案】BC【解析】A．若要正常視察電子徑跡，則電子須要受到向上的洛倫茲力，依據(jù)左手定則可知，玻璃泡內(nèi)的磁場應(yīng)向里，依據(jù)安培定則可知，勵磁線圈的電流方向應(yīng)為順時針，故A錯誤；B．電子在磁場中，向心力由洛倫茲力供應(yīng)，則有可得而電子進(jìn)入磁場的動能由電場力做功得到，即即U不變，則v不變。由于m、q不變，而當(dāng)I增大時，B增大，故半徑減小，故B正確；C．因為所以電子運動的周期與U無關(guān)，當(dāng)減小電流I時，則線圈產(chǎn)生的磁場B也減小，則電子運動的周期T增大，故C正確；D．由C中分析可知，I不變，U減小，T不變，故D錯誤。故選BC。5．（2024·安徽·肥東縣綜合中學(xué)高二期中）據(jù)報道，我國空間站安裝了現(xiàn)代最先進(jìn)的霍爾推動器用以空間站的軌道維持。如圖乙，在很窄的圓環(huán)空間內(nèi)有沿半徑向外的磁場1，其磁感強度大小可近似認(rèn)為到處相等；垂直圓環(huán)平面同時加有勻強磁場2和勻強電場（圖中沒畫出），磁場1與磁場2的磁感應(yīng)強度大小相等，已知電子電量為e，質(zhì)量為m，若電子恰好可以在圓環(huán)內(nèi)沿順時針方向做半徑為R、速率為v的勻速圓周運動。則以下說法正確的是（）A．電場方向垂直環(huán)平面對外 B．電子運動周期為C．垂直環(huán)平面的磁感強度大小為 D．電場強度大小為【答案】BCD【解析】A．依據(jù)左手定則可知電子在圓環(huán)內(nèi)受到沿半徑向外的磁場1的洛倫茲力方向垂直環(huán)平面對里，電場力須要與該洛倫茲力平衡，電場力方向應(yīng)垂直環(huán)平面對外，由于電子帶負(fù)電，故電場方向垂直環(huán)平面對里，A錯誤；B．電子在圓環(huán)內(nèi)沿順時針方向做半徑為、速率為的勻速圓周運動，則電子運動周期為B正確；C．電子在圓環(huán)內(nèi)受到磁場2的洛倫茲力供應(yīng)電子做圓周運動的向心力，則有解得C正確；D．電子在垂直環(huán)平面方向受力平衡，則有解得D正確；故選BCD。1．（2024·山東聊城·一模）如圖所示，勻強磁場方向垂直紙面對里，上端開口、下端封閉的玻璃管豎直放置，玻璃管內(nèi)壁光滑，管底有一帶正電的小球，在外力作用下，玻璃管垂直進(jìn)入磁場并保持速度不變，小球最終從上端管口飛出．從進(jìn)入磁場到小球飛出玻璃管的過程中，下列說法正確的是（

）A．洛倫茲力對小球做正功 B．小球的機械能增加C．小球的運動軌跡是一條拋物線 D．小球在玻璃管中的運動時間與玻璃管速度無關(guān)【答案】BC【解析】A．洛倫茲力的方向與速度方向垂直，恒久不做功，故A錯誤；B．設(shè)小球豎直分速度為vy、水平分速度為v，小球受力如圖所示，玻璃管對帶電小球的彈力水平向右，小球的速度方向斜向右上方，彈力對小球做正功，小球的機械能增加，故B正確；C．小球隨玻璃管在水平方向做勻速直線運動，小球在豎直方向所受的洛倫茲力F1=qvB是恒力，在豎直方向，由牛頓其次定律得vBq-mg=ma解得小球的加速度大小小球的加速度不隨時間變更，恒定不變，小球在豎直方向做勻加速直線運動，合運動為勻變速曲線運動，運動軌跡是一條拋物線，故C正確；D．小球在豎直方向做勻加速運動，依據(jù)可知則小球在玻璃管中的運動時間與玻璃管速度有關(guān)，選項D錯誤。故選BC。2．（2024·廣東廣州·二模）地磁場能有效抵擋宇宙射線的侵入赤道剖面外地磁場可簡化為包圍地球肯定厚度的勻強磁場，方向垂直該剖面，如圖所示。圖中給出了速度在圖示平面內(nèi)，從O點沿平行與垂直地面2個不同方向入射的微觀帶電粒子（不計重力）在地磁場中的三條運動軌跡a、b、c，且它們都恰不能到達(dá)地面則下列相關(guān)說法中正確的是（）A．沿a軌跡運動的粒子帶正電B．若沿a、c兩軌跡運動的是相同的粒子，則c粒子的速率更大C．某種粒子運動軌跡為a，若它速率不變，只是變更入射地磁場的速度方向，則只要其速度在圖示平面內(nèi)，粒子可能到達(dá)地面；D．某種粒子運動軌跡為b，若它以相同的速率在圖示平面內(nèi)沿其他方向入射，則有可能到達(dá)地面【答案】BD【解析】A．由左手定則可知，沿a軌跡運動的粒子帶負(fù)電，故A錯誤；B．由半徑公式可知，沿c軌跡運動的半徑大，則沿c軌跡運動的粒子的速率更大，故B正確；C．圓的直徑為最長的弦，圖中直徑時都到不了地面，則其他反向的也將不會到達(dá)地面，故C錯誤；D．由圖可知，當(dāng)粒子射入的速度方向沿順時針轉(zhuǎn)過小于90度的銳角時，都可到達(dá)地面，故D正確；故選BD。3．（2024·河南·鄭州市第四十七高級中學(xué)一模）如圖所示，扇形區(qū)域內(nèi)存在有垂直平面對內(nèi)的勻強磁場，和相互垂直是扇形的兩條半徑，一個帶電粒子從A點沿方向進(jìn)入磁場，從B點離開，若該粒子以同樣的速度從C點平行與方向進(jìn)入磁場，則（）A．粒子帶正電B．C點越靠近B點，粒子偏轉(zhuǎn)角度越大C．C點越遠(yuǎn)離B點，粒子運動時間越短D．只要C點在之間，粒子仍舊從B點離開磁場【答案】AD【解析】A．由題意，粒子從A點進(jìn)入磁場從B點離開，由左手定則可以確定粒子帶正電，故A正確；BCD．由題意知當(dāng)粒子從A點入射時，從B點離開磁場，則粒子做圓周運動的半徑等于磁場圓弧區(qū)域的半徑，依據(jù)磁聚焦的原理（一束平行的帶電粒子射向半徑與粒子做圓周運動的半徑相同的圓形磁場區(qū)域時，這些粒子將從同一點射出圓形磁場，這種平行粒子束會聚到一點的現(xiàn)象與透鏡將光束聚焦現(xiàn)象非常相像，因此叫磁聚焦），當(dāng)入射方向平行時，這些粒子將從同一點射出，如圖所示從點A、C、C1、C2以相同的方向進(jìn)入磁場，則這些粒子從同一點B射出，從圖中看出，C點越靠近B點，偏轉(zhuǎn)角越小，時間越短，離B點越遠(yuǎn)，偏轉(zhuǎn)角越大，時間越長，故D正確；BC錯誤。故選AD。4．（2024·廣東·汕頭市第一中學(xué)高三階段練習(xí)）如圖甲，用強磁場將百萬度高溫的等離子體（等量的正離子和電子）約束在特定區(qū)域?qū)崿F(xiàn)受控核聚變的裝置叫托克馬克。我國托克馬克裝置在世界上首次實現(xiàn)了穩(wěn)定運行100秒的成果。多個磁場才能實現(xiàn)磁約束，其中之一叫縱向場，圖乙為其橫截面的示意圖，越靠管的右側(cè)磁場越強。盡管等離子體在該截面上運動的曲率半徑遠(yuǎn)小于管的截面半徑，但假如只有縱向場，帶電粒子還會逐步向管壁“漂移”，導(dǎo)致約束失敗。不計粒子重力，下列說法正確的是（）A．正離子在縱向場中沿逆時針方向運動 B．發(fā)生漂移是因為帶電粒子的速度過大C．正離子向左側(cè)漂移，電子向右側(cè)漂移 D．正離子向下側(cè)漂移，電子向上側(cè)漂移【答案】AD【解析】A．依據(jù)左手定則可推斷出正離子在縱向場中沿逆時針方向運動，故A正確；B．因為左右兩邊磁場強度不一樣，導(dǎo)致左右的半徑不同，所以發(fā)生偏移；CD．依據(jù)得發(fā)覺B越大，R越小，所以右邊部分的R大于左邊部分的R，結(jié)合左手定則推斷出正離子就會向下側(cè)漂移，電子向上側(cè)漂移，故C錯誤，D正確。故選AD。5．（2024·河北·高三學(xué)業(yè)考試）如圖所示，在xOy平面內(nèi)有兩根平行于y軸水平放置的長直導(dǎo)線，通有沿y軸正方向、大小相同的電流I，兩導(dǎo)線關(guān)于y軸對稱，P為x軸上一點，Q為z軸上一點，下列說法正確的是

()A．O點處的磁感應(yīng)強度為零B．P、Q兩點處的磁感應(yīng)強度方向垂直C．P、Q兩點處的磁感應(yīng)強度方向平行D．正電荷從O點沿z軸向上運動不受洛倫茲力作用【答案】AB【解析】A．依據(jù)安培定則可推斷出兩電流在O點處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度等大反向，合磁感應(yīng)強度為零．故A正確．BC．兩電流在P點的磁場方向相反，疊加后合磁場方向沿z軸正方向；兩電流在z軸正方向上各點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度矢量疊加后，都沿x軸負(fù)方向，P、Q兩點磁場方向垂直．故B正確．C錯誤．D．正電荷從O點沿z軸向上運動，由左手定則推斷其受沿y軸正方向的洛倫茲力作用．故D錯誤．6．（2024·福建福州·三模）洛倫茲力演示儀的實物圖和原理圖分別如圖（a）、圖（b）所示。電子束從電子槍向右水平射出，使玻璃泡中的淡薄氣體發(fā)光，從而顯示電子的運動軌跡。調(diào)整加速極電壓可變更電子速度大小，調(diào)整勵磁線圈電流可變更磁感應(yīng)強度，某次試驗，視察到電子束打在圖（b）中的P點，下列說法正確的是（）A．兩個勵磁線圈中的電流均為順時玻璃泡勵磁線圈B．當(dāng)加大勵磁線圈電流時，電子可能出現(xiàn)完整的圓形軌跡勵磁線圈C．當(dāng)加大加速極電壓時，電子打在玻勵磁電流加速極電壓璃泡上的位置將上移D．在出現(xiàn)完整軌跡后，減小加速極電壓，電子在磁場中圓周運動的周期變小【答案】B【解析】A．依據(jù)左手定則可知磁場垂直紙面對外，再由右手螺旋定則知兩個勵磁線圈中的電流均為逆時針，故A錯誤；B．經(jīng)加速電壓后電子加速，依據(jù)動能定理電子在磁場中做勻速圓周運動，依據(jù)得當(dāng)加大勵磁線圈電流時，磁感應(yīng)強度變大，使電子做圓周運動的半徑減小，可能會出現(xiàn)完整的圓形軌跡，故B正確；C．加大加速極電壓，電子射出時的速度增大，圓周的半徑變大，圓的彎曲程度變小，則電子打在玻璃泡上的位置下移，故C錯誤；D．在出現(xiàn)完整軌跡后，減小加速極電壓，電子圓周的速度變小，但在磁場中圓周運動的周期為則其周期不變，故D錯誤；故選B。7．（2024·河北·高三學(xué)業(yè)考試）如圖所示，一段金屬導(dǎo)線接入電路，導(dǎo)線中就會產(chǎn)生恒定電場，恒定電場的基本性質(zhì)與靜電場相同，導(dǎo)線內(nèi)的自由電子（-e）受電場力作用而加速，同時由于與陽離子碰撞而受到阻礙，這樣邊碰撞邊向前移動，可以認(rèn)為電子向前運動受到的阻力大小與電子移動的平均速率v成正比，即可以表示成kv（k是常數(shù)）。則關(guān)于k的國際單位，下列說法正確的是（）A．無單位 B．與單位相同C．與單位相同 D．不能由kg、m、s組成【答案】C【解析】由可知k的單位是與單位相同；由洛倫茲力公式可得可知k與Bq單位相同，故ABD錯誤，C正確。故選C。8．（2024·安徽省蕪湖市教化局高三期末）如圖所示是電視顯像管原理示意圖（俯視圖），電流通過偏轉(zhuǎn)線圈，從而產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)磁場，電子束經(jīng)過偏轉(zhuǎn)磁場后運動軌跡發(fā)生偏轉(zhuǎn)，不計電子的重力，圖中O點為熒光屏的中心，若調(diào)整偏轉(zhuǎn)線圈中的電流，使電子束打到熒光屏上的A點，此時下列說法正確的是（）A．電子經(jīng)過磁場速度增大B．偏轉(zhuǎn)磁場的方向水平向右C．偏轉(zhuǎn)磁場的方向垂直紙面對里D．偏轉(zhuǎn)磁場的方向垂直紙面對外【答案】D【解析】A．電子經(jīng)過磁場，洛倫茲力不做功，則動能不變，即速度不變，故A錯誤；BCD．欲使電子束打到熒光屏上的A點，則洛倫茲力方向向左，依據(jù)左手定則可知，偏轉(zhuǎn)磁場的方向垂直紙面對外，故BC錯誤，D正確。故選D。9．（2024·廣東潮州·高三期末）極光是由來自宇宙空間的高能帶電粒子流進(jìn)入地球大氣層后，由于地磁場的作用而產(chǎn)生的。如圖所示，科學(xué)家發(fā)覺并證明，這些高能帶電粒子流向兩極時做螺旋運動，旋轉(zhuǎn)半徑不斷減小。此運動形成的主要緣由是（）A．太陽輻射對粒子產(chǎn)生了驅(qū)動力的作用效果B．粒子的帶電荷量減小C．洛倫茲力對粒子做負(fù)功，使其動能減小D．南北兩極旁邊的磁感應(yīng)強度較強【答案】D【解析】A．粒子在運動過程中，由洛倫茲力供應(yīng)向心力解得可知半徑不斷減小與太陽輻射對粒子產(chǎn)生了驅(qū)動力無關(guān)，A錯誤；B．粒子在運動過程中，若電量減小，由洛倫茲力供應(yīng)向心力，依據(jù)的半徑公式解得可知，當(dāng)電量減小時，半徑是增大，B錯誤；C．地球的磁場由南向北，當(dāng)帶負(fù)電的宇宙射線粒子垂直于地面對赤道射來時，依據(jù)左手定則可以推斷粒子的受力的方向為向西，所以粒子將向西偏轉(zhuǎn)；當(dāng)帶正電的宇宙射線粒子垂直于地面對赤道射來時，依據(jù)左手定則可以推斷粒子的受力的方向，粒子受到的洛倫茲力始終與速度垂直，所以洛倫茲力不做功，C錯誤；D．粒子在運動過程中，南北兩極的磁感應(yīng)強度較強，由洛倫茲力供應(yīng)向心力，由解得可知，當(dāng)磁感應(yīng)強度增加時，半徑是減小D正確。故選D。10．（2024·浙江·高三專題練習(xí)）導(dǎo)線中帶電粒子的定向運動形成了電流．帶電粒子定向運動時所受洛倫茲力的矢量和，在宏觀上表現(xiàn)為導(dǎo)線所受的安培力．如圖所示，設(shè)導(dǎo)線ab中每個帶正電粒子定向運動的速度都是v，單位體積的粒子數(shù)為n，粒子的電荷量為q，導(dǎo)線的橫