新课标高二物理下学期期末考试分类汇编洛伦兹力

专题02洛伦兹力一、洛伦兹力的方向1．（2024·湖南·高二学业考试）甲、乙两个质量和电荷量都相同的带正电的粒子（重力及粒子之间的相互作用力不计），分别以速度和垂直磁场方向射入匀强磁场中，且（下列各图中的v表示粒子射入磁场的方向），则甲乙两个粒子的运动轨迹正确的是（）A． B．C．D．【答案】A【解析】CD．依据左手定则可推断带正电的粒子在磁场中向上偏转，选项CD错误；AB．依据洛伦兹力供应向心力有解得由于，则选项A正确，B错误。故选A。2．（2024·黑龙江·嫩江市第一中学校高二期中）下列各图中标出了磁场B和正电荷运动速度v的方向，该时刻粒子所受洛伦兹力沿纸面对右的是（）A． B．C． D．【答案】D【解析】A．由左手定则可知洛仑兹力方向垂直纸面对里，故A错误；B．带电粒子运动方向与磁场方向平行，不受洛伦兹力，故B错误；C．由左手定则可知洛仑兹力方向沿纸面对左，故C错误；D．由左手定则可知洛仑兹力方向沿纸面对右，故D正确。故选D。3．（2024·安徽·安庆市其次中学高二期中）在地球赤道上，某放射源产生的一束β粒子（即电子）沿竖直向上的方向射出，考虑到地磁场的影响，这一束β粒子的运动轨迹将（

）A．向东偏转 B．向西偏转 C．向南偏转 D．向北偏转【答案】A【解析】赤道处的磁场方向从南向北，带负电的β粒子沿竖直向上的方向射出，依据左手定则可知其运动轨迹将向东偏转。故选A。4．（2024·广东韶关试验中学高二阶段练习）下列关于图中各带电粒子所受洛伦兹力的方向或带电粒子的带电性的推断正确的是（）A．洛伦兹力方向竖直向下 B．洛伦兹力方向垂真纸面对里C．粒子带负电 D．洛伦兹力方向垂直纸面对外【答案】BD【解析】A．粒子带负电，依据左手定则，四指指向左，手心向里，大拇指向上，即洛伦兹力方向竖直向上，故A错误；B．粒子带负电，依据左手定则，四指指向上，手心向左，大拇指指向里，所以洛伦兹力方向垂真纸面对里，故B正确；C．依据左手定则，手心向外，大拇指指向上，四指指向与速度方向相同，所以粒子带正电，故C错误；D．粒子带负电，依据左手定则，四指指向左，手心向上，所以大拇指指向外，所以洛伦兹力方向垂直纸面对外，故D正确。故选BD。5．（2024·福建·金沙中学高二期中）洛仑兹力的方向左手定则：让磁感线___________手心，四指指向___________的方向，或负电荷运动的___________，拇指所指的方向就是电荷所受___________的方向。【答案】

穿入

正电荷运动

反方向

洛仑兹力##磁场力【解析】[1][2][3][4]洛仑兹力的方向左手定则：让磁感线穿入手心，四指指向正电荷运动的方向，或负电荷运动的反方向，拇指所指的方向就是电荷所受洛仑兹力的方向。二、洛伦兹力的大小1．（2024·广东·盐田中学高二期中）如图，弹簧测力计下挂有一单匝正方形线框，线框边长为L，质量M，线框上边水平且处于垂直纸面对内的匀强磁场中，线框通有如图方向电流，且线框处于静止状态，若此时弹簧测力计示数大小为F，已知该线框单位长度自由电子个数为n，重力加速度为g，则电子定向移动对应的洛仑兹力大小为（）A．F-Mg B．Mg-F C． D．【答案】D【解析】线框受到竖直向下的重力、竖直向上的安培力和弹力，则有而线框中的安培力是由nL个电子受到的洛伦兹力的合力，所以解得故ABC错误，D正确。故选D。2．（2024·湖北恩施·高二期中）1932年，师从密立根的中国科学家赵忠尧，在试验中最早视察到正负电子对产生与湮没，成为第一个发觉正电子的科学家。此后，人们在气泡室中，视察到一对正负电子的运动轨迹，如图所示。已知匀强磁场的方向垂直照片平面对外，电子重力忽视不计，则下列说法正确的是（）A．右侧为正电子运动轨迹B．正电子与负电子分别瞬间，正电子速度大于负电子速度C．正、负电子所受洛伦兹力始终相同D．正、负电子在气泡室运动时，动能减小、半径减小、周期不变【答案】AD【解析】A．依据左手定则可知，右侧为正电子运动轨迹，A正确；B．由洛伦兹力供应向心力，可得解得电子的速度为由轨迹可知，正电子轨迹半径更小，则正电子速度小于负电子速度，B错误；C．正、负电子所受洛伦兹力的方向时刻发生变更，C错误；D．由轨迹可知，正、负电子运动的半径在减小，依据上面的式子可知，速度在减小，动能也就在减小。而正、负电子的运动周期为故运动周期与速度大小，轨迹半径无关，保持不变。D正确；故选AD。3．（2024·山东·曲阜一中高二期中）1932年，物理学家安德森在试验中发觉了正电子，该发觉为确定反物质的存在供应了重要的证据。正电子在施加了磁场的云室中运动，其穿过铅板前后的运动轨迹如图所示。已知正电子穿过铅板时会损失一部分动能，则（）A．正电子由下向上穿过铅板 B．正电子由上向下穿过铅板C．磁场方向垂直纸面对里 D．磁场方向垂直纸面对外【答案】AC【解析】设正电子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r，依据牛顿其次定律有解得正电子穿过铅板时会损失一部分动能，即速度减小，所以运动半径减小，由图可知正电子由下向上穿过铅板，且依据左手定则可知磁场方向垂直纸面对里。故选AC。4．（2024·河南·范县第一中学高二期中）如图所示为洛伦兹力演示仪的结构示意图，演示仪中有一对彼此平行且共轴的励磁圆形线圈，通入电流I后，能够在两线圈间产生匀强磁场；玻璃泡内有电子枪，通过加速电压U对初速度为零的电子加速并连续放射。电子刚好从球心O点正下方的S点水平向左射出，电子通过玻璃泡内淡薄气体时能够显示出电子运动的径迹。则下列说法正确的是（）A．若要正常视察电子径迹，励磁线圈的电流方向应为逆时针（垂直纸面对里看）B．若保持U不变，增大I，则圆形径迹的半径减小C．若同时减小I和U，则电子运动的周期增大D．若保持I不变，减小U，则电子运动的周期将减小【答案】BC【解析】A．若要正常视察电子径迹，则电子须要受到向上的洛伦兹力，依据左手定则可知，玻璃泡内的磁场应向里，依据安培定则可知，励磁线圈的电流方向应为顺时针，故A错误；B．电子在磁场中，向心力由洛伦兹力供应，则有可得而电子进入磁场的动能由电场力做功得到，即即U不变，则v不变。由于m、q不变，而当I增大时，B增大，故半径减小，故B正确；C．因为所以电子运动的周期与U无关，当减小电流I时，则线圈产生的磁场B也减小，则电子运动的周期T增大，故C正确；D．由C中分析可知，I不变，U减小，T不变，故D错误。故选BC。5．（2024·安徽·肥东县综合中学高二期中）据报道，我国空间站安装了现代最先进的霍尔推动器用以空间站的轨道维持。如图乙，在很窄的圆环空间内有沿半径向外的磁场1，其磁感强度大小可近似认为到处相等；垂直圆环平面同时加有匀强磁场2和匀强电场（图中没画出），磁场1与磁场2的磁感应强度大小相等，已知电子电量为e，质量为m，若电子恰好可以在圆环内沿顺时针方向做半径为R、速率为v的匀速圆周运动。则以下说法正确的是（）A．电场方向垂直环平面对外 B．电子运动周期为C．垂直环平面的磁感强度大小为 D．电场强度大小为【答案】BCD【解析】A．依据左手定则可知电子在圆环内受到沿半径向外的磁场1的洛伦兹力方向垂直环平面对里，电场力须要与该洛伦兹力平衡，电场力方向应垂直环平面对外，由于电子带负电，故电场方向垂直环平面对里，A错误；B．电子在圆环内沿顺时针方向做半径为、速率为的匀速圆周运动，则电子运动周期为B正确；C．电子在圆环内受到磁场2的洛伦兹力供应电子做圆周运动的向心力，则有解得C正确；D．电子在垂直环平面方向受力平衡，则有解得D正确；故选BCD。1．（2024·山东聊城·一模）如图所示，匀强磁场方向垂直纸面对里，上端开口、下端封闭的玻璃管竖直放置，玻璃管内壁光滑，管底有一带正电的小球，在外力作用下，玻璃管垂直进入磁场并保持速度不变，小球最终从上端管口飞出．从进入磁场到小球飞出玻璃管的过程中，下列说法正确的是（

）A．洛伦兹力对小球做正功 B．小球的机械能增加C．小球的运动轨迹是一条抛物线 D．小球在玻璃管中的运动时间与玻璃管速度无关【答案】BC【解析】A．洛伦兹力的方向与速度方向垂直，恒久不做功，故A错误；B．设小球竖直分速度为vy、水平分速度为v，小球受力如图所示，玻璃管对带电小球的弹力水平向右，小球的速度方向斜向右上方，弹力对小球做正功，小球的机械能增加，故B正确；C．小球随玻璃管在水平方向做匀速直线运动，小球在竖直方向所受的洛伦兹力F1=qvB是恒力，在竖直方向，由牛顿其次定律得vBq-mg=ma解得小球的加速度大小小球的加速度不随时间变更，恒定不变，小球在竖直方向做匀加速直线运动，合运动为匀变速曲线运动，运动轨迹是一条抛物线，故C正确；D．小球在竖直方向做匀加速运动，依据可知则小球在玻璃管中的运动时间与玻璃管速度有关，选项D错误。故选BC。2．（2024·广东广州·二模）地磁场能有效抵挡宇宙射线的侵入赤道剖面外地磁场可简化为包围地球肯定厚度的匀强磁场，方向垂直该剖面，如图所示。图中给出了速度在图示平面内，从O点沿平行与垂直地面2个不同方向入射的微观带电粒子（不计重力）在地磁场中的三条运动轨迹a、b、c，且它们都恰不能到达地面则下列相关说法中正确的是（）A．沿a轨迹运动的粒子带正电B．若沿a、c两轨迹运动的是相同的粒子，则c粒子的速率更大C．某种粒子运动轨迹为a，若它速率不变，只是变更入射地磁场的速度方向，则只要其速度在图示平面内，粒子可能到达地面；D．某种粒子运动轨迹为b，若它以相同的速率在图示平面内沿其他方向入射，则有可能到达地面【答案】BD【解析】A．由左手定则可知，沿a轨迹运动的粒子带负电，故A错误；B．由半径公式可知，沿c轨迹运动的半径大，则沿c轨迹运动的粒子的速率更大，故B正确；C．圆的直径为最长的弦，图中直径时都到不了地面，则其他反向的也将不会到达地面，故C错误；D．由图可知，当粒子射入的速度方向沿顺时针转过小于90度的锐角时，都可到达地面，故D正确；故选BD。3．（2024·河南·郑州市第四十七高级中学一模）如图所示，扇形区域内存在有垂直平面对内的匀强磁场，和相互垂直是扇形的两条半径，一个带电粒子从A点沿方向进入磁场，从B点离开，若该粒子以同样的速度从C点平行与方向进入磁场，则（）A．粒子带正电B．C点越靠近B点，粒子偏转角度越大C．C点越远离B点，粒子运动时间越短D．只要C点在之间，粒子仍旧从B点离开磁场【答案】AD【解析】A．由题意，粒子从A点进入磁场从B点离开，由左手定则可以确定粒子带正电，故A正确；BCD．由题意知当粒子从A点入射时，从B点离开磁场，则粒子做圆周运动的半径等于磁场圆弧区域的半径，依据磁聚焦的原理（一束平行的带电粒子射向半径与粒子做圆周运动的半径相同的圆形磁场区域时，这些粒子将从同一点射出圆形磁场，这种平行粒子束会聚到一点的现象与透镜将光束聚焦现象非常相像，因此叫磁聚焦），当入射方向平行时，这些粒子将从同一点射出，如图所示从点A、C、C1、C2以相同的方向进入磁场，则这些粒子从同一点B射出，从图中看出，C点越靠近B点，偏转角越小，时间越短，离B点越远，偏转角越大，时间越长，故D正确；BC错误。故选AD。4．（2024·广东·汕头市第一中学高三阶段练习）如图甲，用强磁场将百万度高温的等离子体（等量的正离子和电子）约束在特定区域实现受控核聚变的装置叫托克马克。我国托克马克装置在世界上首次实现了稳定运行100秒的成果。多个磁场才能实现磁约束，其中之一叫纵向场，图乙为其横截面的示意图，越靠管的右侧磁场越强。尽管等离子体在该截面上运动的曲率半径远小于管的截面半径，但假如只有纵向场，带电粒子还会逐步向管壁“漂移”，导致约束失败。不计粒子重力，下列说法正确的是（）A．正离子在纵向场中沿逆时针方向运动 B．发生漂移是因为带电粒子的速度过大C．正离子向左侧漂移，电子向右侧漂移 D．正离子向下侧漂移，电子向上侧漂移【答案】AD【解析】A．依据左手定则可推断出正离子在纵向场中沿逆时针方向运动，故A正确；B．因为左右两边磁场强度不一样，导致左右的半径不同，所以发生偏移；CD．依据得发觉B越大，R越小，所以右边部分的R大于左边部分的R，结合左手定则推断出正离子就会向下侧漂移，电子向上侧漂移，故C错误，D正确。故选AD。5．（2024·河北·高三学业考试）如图所示，在xOy平面内有两根平行于y轴水平放置的长直导线，通有沿y轴正方向、大小相同的电流I，两导线关于y轴对称，P为x轴上一点，Q为z轴上一点，下列说法正确的是

()A．O点处的磁感应强度为零B．P、Q两点处的磁感应强度方向垂直C．P、Q两点处的磁感应强度方向平行D．正电荷从O点沿z轴向上运动不受洛伦兹力作用【答案】AB【解析】A．依据安培定则可推断出两电流在O点处产生的磁感应强度等大反向，合磁感应强度为零．故A正确．BC．两电流在P点的磁场方向相反，叠加后合磁场方向沿z轴正方向；两电流在z轴正方向上各点产生的磁感应强度矢量叠加后，都沿x轴负方向，P、Q两点磁场方向垂直．故B正确．C错误．D．正电荷从O点沿z轴向上运动，由左手定则推断其受沿y轴正方向的洛伦兹力作用．故D错误．6．（2024·福建福州·三模）洛伦兹力演示仪的实物图和原理图分别如图（a）、图（b）所示。电子束从电子枪向右水平射出，使玻璃泡中的淡薄气体发光，从而显示电子的运动轨迹。调整加速极电压可变更电子速度大小，调整励磁线圈电流可变更磁感应强度，某次试验，视察到电子束打在图（b）中的P点，下列说法正确的是（）A．两个励磁线圈中的电流均为顺时玻璃泡励磁线圈B．当加大励磁线圈电流时，电子可能出现完整的圆形轨迹励磁线圈C．当加大加速极电压时，电子打在玻励磁电流加速极电压璃泡上的位置将上移D．在出现完整轨迹后，减小加速极电压，电子在磁场中圆周运动的周期变小【答案】B【解析】A．依据左手定则可知磁场垂直纸面对外，再由右手螺旋定则知两个励磁线圈中的电流均为逆时针，故A错误；B．经加速电压后电子加速，依据动能定理电子在磁场中做匀速圆周运动，依据得当加大励磁线圈电流时，磁感应强度变大，使电子做圆周运动的半径减小，可能会出现完整的圆形轨迹，故B正确；C．加大加速极电压，电子射出时的速度增大，圆周的半径变大，圆的弯曲程度变小，则电子打在玻璃泡上的位置下移，故C错误；D．在出现完整轨迹后，减小加速极电压，电子圆周的速度变小，但在磁场中圆周运动的周期为则其周期不变，故D错误；故选B。7．（2024·河北·高三学业考试）如图所示，一段金属导线接入电路，导线中就会产生恒定电场，恒定电场的基本性质与静电场相同，导线内的自由电子（-e）受电场力作用而加速，同时由于与阳离子碰撞而受到阻碍，这样边碰撞边向前移动，可以认为电子向前运动受到的阻力大小与电子移动的平均速率v成正比，即可以表示成kv（k是常数）。则关于k的国际单位，下列说法正确的是（）A．无单位 B．与单位相同C．与单位相同 D．不能由kg、m、s组成【答案】C【解析】由可知k的单位是与单位相同；由洛伦兹力公式可得可知k与Bq单位相同，故ABD错误，C正确。故选C。8．（2024·安徽省芜湖市教化局高三期末）如图所示是电视显像管原理示意图（俯视图），电流通过偏转线圈，从而产生偏转磁场，电子束经过偏转磁场后运动轨迹发生偏转，不计电子的重力，图中O点为荧光屏的中心，若调整偏转线圈中的电流，使电子束打到荧光屏上的A点，此时下列说法正确的是（）A．电子经过磁场速度增大B．偏转磁场的方向水平向右C．偏转磁场的方向垂直纸面对里D．偏转磁场的方向垂直纸面对外【答案】D【解析】A．电子经过磁场，洛伦兹力不做功，则动能不变，即速度不变，故A错误；BCD．欲使电子束打到荧光屏上的A点，则洛伦兹力方向向左，依据左手定则可知，偏转磁场的方向垂直纸面对外，故BC错误，D正确。故选D。9．（2024·广东潮州·高三期末）极光是由来自宇宙空间的高能带电粒子流进入地球大气层后，由于地磁场的作用而产生的。如图所示，科学家发觉并证明，这些高能带电粒子流向两极时做螺旋运动，旋转半径不断减小。此运动形成的主要缘由是（）A．太阳辐射对粒子产生了驱动力的作用效果B．粒子的带电荷量减小C．洛伦兹力对粒子做负功，使其动能减小D．南北两极旁边的磁感应强度较强【答案】D【解析】A．粒子在运动过程中，由洛伦兹力供应向心力解得可知半径不断减小与太阳辐射对粒子产生了驱动力无关，A错误；B．粒子在运动过程中，若电量减小，由洛伦兹力供应向心力，依据的半径公式解得可知，当电量减小时，半径是增大，B错误；C．地球的磁场由南向北，当带负电的宇宙射线粒子垂直于地面对赤道射来时，依据左手定则可以推断粒子的受力的方向为向西，所以粒子将向西偏转；当带正电的宇宙射线粒子垂直于地面对赤道射来时，依据左手定则可以推断粒子的受力的方向，粒子受到的洛伦兹力始终与速度垂直，所以洛伦兹力不做功，C错误；D．粒子在运动过程中，南北两极的磁感应强度较强，由洛伦兹力供应向心力，由解得可知，当磁感应强度增加时，半径是减小D正确。故选D。10．（2024·浙江·高三专题练习）导线中带电粒子的定向运动形成了电流．带电粒子定向运动时所受洛伦兹力的矢量和，在宏观上表现为导线所受的安培力．如图所示，设导线ab中每个带正电粒子定向运动的速度都是v，单位体积的粒子数为n，粒子的电荷量为q，导线的横