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2025-2026学年高二物理人教版（2019）选择性必修二课时作业 磁场对运动电荷的作用力
一、单选题
1．如图所示，餐厅服务员水平托举菜盘给顾客上菜。若服务员托举菜盘先匀速前行，此时手对菜盘的作用力大小为，当服务员加速向前运动的过程中，手对菜盘的作用力大小为，下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
2．如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端连接一小物块，O点为弹簧在原长时物块的位置.物块由A点静止释放，沿粗糙程度相同的水平面向右运动，最远到达B点.在从A到B的过程中，物块( )
A.加速度逐渐减小
B.经过O点时的速度最大
C.所受弹簧弹力始终做正功
D.所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功
3．如图所示为杂技“顶竿”表演，一人站在地上，肩上扛一质量为M的竖直竹竿，竿上有一质量为m的人可以看成质点，当此人沿着竖直竿以加速度a加速下滑时，竿对地面上的人的压力大小为( )
A. B. C. D.
4．如图所示，某段滑雪雪道倾角为30°，总质量为m（包括雪具在内）的滑雪运动员从距底端高为h处的雪道上由静止开始匀加速下滑，加速度为。在他从上向下滑到底端的过程中，重力加速度为g，下列说法正确的是( )
A.运动员减少的重力势能全部转化为动能
B.运动员获得的动能为
C.运动员克服摩擦力做功为
D.下滑过程中系统减少的机械能为
5．质量为m的物体受恒定合力F，在F作用下做匀变速运动，经过A点时速度大小为v，速度方向与力F的方向垂直。再经一段时间，速度方向与F方向的夹角是θ，下列对这一过程的描述，说法正确的是( )
A.θ可能大于90° B.这一过程经历的时间是
C.这一过程力F做的功是 D.这一过程物体动量的变化为
6．如图，若x轴表示时间，y轴表示位置，则该图像反映了某质点做匀速直线运动时位置与时间的关系。若令x轴和y轴分别表示其它的物理量，则该图像又可以反映在某种情况下，相应的物理量之间的关系。下列说法中正确的是( )
A.若x轴表示时间，y轴表示动能，则该图像可以反映某物体受恒定合外力作用做直线运动过程中，物体动能与时间的关系
B.若x轴表示频率，y轴表示动能，则该图像可以反映光电效应中，光电子最大初动能与入射光频率之间的关系
C.若x轴表示时间，y轴表示动量，则该图像可以反映某物在沿运动方向的恒定合外力作用下，物体动量与时间的关系
D.若x轴表示时间，y轴表示感应电动势，则该图像可以反映静置于磁场中的某闭合回路，当磁感应强度随时间均匀增大时，闭合回路的感应电动势与时间的关系
7．如图，U形玻璃管两端封闭竖直静置，管内水银柱把管内气体分成两部分，此时两边气体温度相同，管内水银面高度差为h。若要使左右水银面高度差变小，则可行的方法是( )
A.同时升高相同的温度 B.玻璃管竖直匀速下落
C.同时降低相同的温度 D.玻璃管竖直减速下落
8．如图1所示，一质量为2kg的物块受到水平拉力F作用，在粗糙水平面上作加速直线运动，其图像如图2所示，时其速度大小为2m/s。物块与水平面间的动摩擦因数，。下列说法错误的是( )
A.在时刻，物块的速度为5m/s
B.在0~2s时间内，物块的位移大于7m
C.在时刻，物块的加速度为
D.在时刻，拉力F的大小为5N
9．如图甲所示，一轻弹簧的两端分别与质量为的两物块A、B相连接，并静止在光滑水平面上.现使A获得水平向右、大小为3 m/s的瞬时速度，从此刻开始计时，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，从图像提供的信息可得( )
A.在时刻两物块达到共同速度1 m/s，且弹簧都处于伸长状态
B.从到弹簧由压缩状态恢复到原长
C.两物块的质量之比为
D.在时刻A、B两物块的动能之比
10．如图所示，光滑绝缘直杆倾角为θ，杆上套一带负电的小球，匀强磁场的方向垂直于杆所在竖直平面。给小球一沿杆向上的初速度，不计空气阻力，小球从开始运动到返回出发点的过程中( )
A.机械能减小
B.最大上滑位移为
C.上滑时间小于下滑时间
D.下滑时受到杆的弹力一定先减小后增大
11．中国的农历新年家家户户会挂上喜庆的大红灯笼，用来增加节日喜庆的气氛。现用一根轻质弹簧和一根不可伸长的轻绳在水平天花板下悬挂一只灯笼，如图所示。静止时形成的为等边三角形。若某时刻剪断轻绳，则此瞬间灯笼的加速度大小为（已知重力加速度为g）( )
A. B. C. D.g
12．如图所示为著名的“阿特伍德机”装置示意图。跨过轻质定滑轮的轻绳两端悬挂两个质量均为M的物块，当左侧物块附上质量为m的小物块时，该物块由静止开始加速下落，下落h后小物块撞击挡板自动脱离，系统以v匀速运动。忽略系统一切阻力，重力加速度为g。若测出v，则可完成多个力学实验。下列关于此次实验的说法，正确的是( )
A.系统放上小物块后，轻绳的张力增加了mg
B.可测得当地重力加速度
C.要验证机械能守恒，需验证等式，是否成立
D.要探究合外力与加速度的关系，需探究是否成立
二、多选题
13．如图所示，一直线边界的匀强磁场中，下列粒子竖直向上射入磁场，能够向右偏转的有( )
A.负电荷 B.质子 C.电子 D.中子
14．如图所示，质量为M长度为L的小车静止在光滑水平面上，质量为m的小物块(可视为质点)放在小车的最左端，现用一水平恒力F作用在小物块上，使小物块从静止开始做匀加速直线运动。小物块和小车之间的摩擦力为，小物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为x。此过程中，下列结论正确的是( )
A.小物块到达小车最右端时具有的动能为
B.小物块到达小车最右端时，小车具有的动能为
C.小物块克服摩擦力所做的功为
D.小物块和小车增加的机械能为
15．为了诊断病人的心脏功能和动脉中血液黏滞情况，可使用图电磁流量计测量血管中血液的流速和流量。如图所示是电磁流量计测量血管中血液流速的示意图，使血管处于磁感应强度为B的匀强磁场中，测得血管两侧电压为U。已知血管的直径为d，假定血管中各处液体的流速稳定时恒为v，忽略重力影响( )
A.血液中的带电粒子只受到洛伦兹力的作用
B.b处电势比a处电势高
C.当时，流速趋于稳定
D.血管两侧电压为
16．如图所示，在O点处固定一力传感器，细绳一端系上质量为m的小球，另一端连接力传感器，使小球绕O点在竖直平面内做半径为r的圆周运动.时刻小球通过最低点时力传感器的示数为9mg，经过半个圆周，在时刻通过最高点时力传感器的示数为2mg.已知运动过程中小球受到的空气阻力随小球速度的减小而减小，重力加速度为g，下列说法正确的是( )
A.时刻小球到达最高点时的速度大小为
B.从时刻到时刻的运动过程中，小球克服空气阻力做的功为
C.小球再次经过最低点时，力传感器的示数等于7mg
D.小球再次经过最低点时，力传感器的示数大于7mg
三、填空题
17．研究物体的加速度与质量的关系时，应保持物体的________________不变；研究物体的加速度a与合力F的关系时，作出的图像如图所示，由图像可得a与F成________________比。
18．一辆满载货物的汽车在平直的公路上从静止开始启动后加速行驶，若汽车行驶过程中所受的阻力恒为，且保持汽车的输出功率为不变，汽车经过达到最大速度，汽车所能达到的最大的速度为______，在加速运动过程中位移为_____。
四、实验题
19．某物理实验小组的同学采用如图1所示的装置测量当地的重力加速度，他将两个质量相等的重物A和B用轻绳连接后，跨过光滑的轻质滑轮使其处于静止状态。在左侧的重物A上加小物块C，使系统做初速度为零的匀加速直线运动，并测出系统的加速度。完成一次实验后，换用不同质量的小物块，重复实验，测出小物块C的质量m以及小物块C质量不同时系统的加速度a。
（1）按照以上的实验方案，需要测量小物块C质量不同时系统的加速度，请你设计一个测量系统加速度a的方法，简要加以说明_______。
（2）经过多次重复实验，得到多组a、m数据，做出的图象，如图2所示，已知该图象斜率为k，纵轴截距为b，则可求出当地的重力加速度_____________，并可求出重物A、B质量_______。
五、计算题
20．《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》第八十条规定机动车在高速公路上行驶，车速超过每小时100公里时，应当与同车道前车保持100米以上的距离，高速公路上为了保持车距，路边有0、50 m、100 m、200 m车距确认标志牌，以便司机能很好地确认车距。一总质量 的小汽车在一条平直的高速公路上以的速度匀速行驶，某时刻发现前方有一辆故障车停在路上，汽车司机做出反应后立即踩下刹车踏板，汽车以的加速度减速运动，已知司机的反应时间为。求：
（1）从司机看到前方故障车开始直到停止，汽车通过的距离x；
（2）汽车刹车时受到的阻力F；
（3）从司机发现故障车到停止运动，汽车的平均速度。
21．如图所示，一弹射游戏装置由安装在水平台面上的固定弹射器、竖直圆轨道（在最低点E分别与水平轨道和相连）、高度h可调的斜轨道组成。游戏时滑块从O点弹出，经过圆轨道并滑上斜轨道。全程不脱离轨道且恰好停在B端则视为游戏成功。已知圆轨道半径，长，长，圆轨道和光滑，滑块与、之间的动摩擦因数。滑块质量且可视为质点，弹射时从静止释放且弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能。忽略空气阻力，各部分平滑连接。求
（1）滑块恰好能过圆轨道最高点F时的速度大小；
（2）当且游戏成功时，滑块经过E点对圆轨道的压力大小及弹簧的弹性势能；
（3）要使游戏成功，弹簧的弹性势能与高度h之间满足的关系。
参考答案
1．答案：B
解析：若服务员托举菜盘先匀速前行，此时手对菜盘的作用力大小为
服务员加速向前运动的过程中，菜盘有沿速度方向的加速度，如下图
则手对菜盘的作用力大小
即
故选B。
2．答案：D
解析：由于水平面粗糙且O点为弹簧在原长时物块的位置，所以弹力与摩擦力平衡的位置在OA之间，加速度为零时弹力和摩擦力平衡，所以物块在从A到B的过程中加速度先减小后反向增大，A错误;物体在平衡位置处速度最大，所以物块速度最大的位置在AO之间某一位置，B错误;从A到O过程中弹力方向与位移方向相同，弹力做正功，从O到B过程中弹力方向与位移方向相反，弹力做负功，C错误;从A到B过程中根据动能定理可得，即，即弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功，D正确.
3．答案：B
解析：本题考查牛顿第二、第三定律的应用。对竹竿上的人由牛顿第二定律知，所以，由牛顿第三定律知竹竿上的人对竹竿的摩擦力竖直向下，对竹竿由平衡条件知，，由牛顿第三定律知竹竿对地面上的人的压力，选项B正确，A、C、D错误。
4．答案：D
解析：运动员的加速度为，沿斜面：，，所以A、C项错误，D项正确；,B项错误。
5．答案：C
解析：A.经过A点时速度大小为v，速度方向与力F的方向垂直，之后轨迹会向力的方向偏移，所以θ小于90°，故A错误；
BD.沿力的方向根据动量定理
这一过程经历的时间
故BD错误；
C.后来的速度大小为
根据动能定理
故C正确。
故选C。
6．答案：C
解析：C.根据动量定理得解得则该图像可以反映某物体受恒定合外力作用做直线运动过程中，物体动量与时间的关系，C正确；A.根据
解得动能和时间为非线性关系，图像不是直线，A错误；B.根据光电效应方程说明最大初动能和频率是线性关系，但纵截距为负值，B错误；D.根据法拉第电磁感应定律得当磁感应强度随时间的匀增大时，是恒量，感应电动势也是恒量，图像是平行于时间轴的直线，D错误。故选C。
7．答案：A
解析：AC.假设两部分气体做等容变化，则根据
可得压强变化则；而其中
若同时升高相同的温度，则左侧气体压强增加的多，所以左侧水银面上升，右侧水银面下降，左右水银面高度差变小：同理若同时降低相同的温度，则左侧气体压强减少的多，所以左侧水银面下降，右侧水银面上升，左右水银面高度差变大，故C错误，A正确；
BD.玻璃管竖直减速下落，左边空气柱对水银柱的压强变大，体积减小，使左右水银面高度差变大，匀速下落时，压强不变，高度差不变，故BD错误。故选A。
8．答案：B
解析：A.在时刻，物块的速度为
故A正确，不符合题意；
B.在0~2s时间内，物块的图像如下
如果是匀加速直线运动，位移为
实际做加速度增大的加速运动，图形面积表示位移，可知物块的位移小于7m，故B错误，符合题意；
C.由图可知
在时刻，物块的加速度为
故C正确，不符合题意；
D.根据牛顿第二定律可得在时刻，拉力F的大小为
故D正确，不符合题意。
故选B。
9．答案：C
解析：从题图可知，从0到的过程中弹簧被压缩，时刻两物块达到共同速度1 m/s，此时弹簧处于压缩状态，故A错误；由题图可知，时刻两物块的速度相等，弹簧处于伸长状态，从到时间内A做加速运动，B做减速运动，弹簧由伸长状态恢复到原长，故B错误；由题图可知，时刻两物块速度相同，都是，A、B组成的系统动量守恒，以A的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得，解得，C正确；由题图可知，在时刻，A、B的动能之比为，D错误.
10．答案：B
解析：A.小球运动过程中，只受到竖直向下的重力、与杆垂直的洛伦兹力和弹力，由于洛伦兹力和弹力不做功，所以小球的机械能守恒，故A错误；
BC.小球上滑时，根据牛顿第二定律
下滑时，根据牛顿第二定律
所以根据可知，上滑时间等于下滑时间，小球向上滑动的最大位移为
故B正确，C错误；
D.小球向下滑动时受到竖直向下的重力、垂直杆向上的洛伦兹力、与杆垂直的弹力，小球向下加速时，根据可知，小球受到的洛伦兹力增大，若小球回到出发点加速到时，小球受到的洛伦兹力仍小于小球垂直杆方向的分力，则根据平衡条件可知，杆对小球的弹力一直垂直杆向上减小，故D错误。
故选B。
11．答案：B
解析：对结点O分析，由平衡条件可得
求得
剪断轻绳瞬间，弹簧弹力不会瞬间突变，所以弹簧弹力与重力合力与轻绳的拉力等大反向，则瞬时加速度为
故选B。
12．答案：B
解析：A.对系统，由牛顿第二定律得，加速度，对M，由牛顿第二定律得，解得，故A错误；B.对系统，由动能定理得，解得，故B正确；C.如果机械能守恒，则，整理得，故C错误；D.物体做初速度为零的匀加速直线运动，加速度，由牛顿第二定律得，整理得，要探究合外力与加速度的关系，需探究是否成立，故D错误。故选B。
13．答案：AC
解析：由于质子带正电，电子带负电，中子不带电，根据左手定则可知，粒子若受到向右的洛伦兹力，则粒子应带负电。故选AC。
14．答案：ABC
解析：A.小物块水平方向受到拉力F和摩擦力的作用，根据动能定理
故A正确；
B.小车相对地面的位移为x，水平方向仅受小物块对小车的摩擦力，根据动能定理
故B正确；
C.小物块相对地面的位移为，则克服摩擦力做的功为
故C正确；
D.根据能量守恒可知，外力做的功转化为了系统的机械能还有摩擦产生的内能，所以小物体和小车增加的机械能为
故D错误。
故选ABC。
15．答案：BD
解析：A.血液中的带电粒子除了受到洛伦兹力的作用还受到电场力作用，故A错误；
B.根据左手定则可知，正电粒子向下偏转，所以b处电势比a处电势高，故B正确；
C.当
时，达到平衡，此时
故C错误；
D.根据C选项分析可知，血管两侧电压为
故D正确。
故选BD。
16．答案：BD
解析：对小球，在最高点有，解得，A错误；在最低点有，由最低点到最高点，设小球克服空气阻力做的功为W，由动能定理有，解得，B正确；设由最高点到最低点，小球克服空气阻力做的功为，由动能定理有，由于阻力做功的原因，小球在后半个圆周运动过程的平均速率小于前半个圆周运动过程的平均速率，则后半个圆周运动过程受到的平均阻力小，可得，解得，由牛顿第二定律有，可得，则绳子对力传感器的拉力大于7mg，C错误，D正确.
17．答案：合外力；正
解析：研究物体的加速度与质量的关系时，应保持物体的合外力不变;研究物体的加速度a与合力F的关系时，作出的图像如图所示，由图像可得a与F成正比。
18．答案：；500m
解析：当牵引力等于阻力时，汽车速度达到最大值，则有
可得汽车在加速过程中所能达到的最大速度为
对汽车加速过程由动能定理可得
代入数据解得位移为
19．答案：（1）用打点计时器测量或者用光电门测量（2）；
解析：（1）测量物体的加速度可以用打点计时器或者用光电门进行测量，通过计算多个时间点的速度来计算系统的加速度a。
（2）设绳子拉力为T，对A、C而言
对B而言
解得
则根据图象的斜率和截距可得
解得
20．答案：（1）90 m
（2）见解析
（3）16.4 m/s
解析：（1）由题意可知，汽车刹车前行驶的距离
减速行驶的距离
可得
（2）根据牛顿第二定律可知（“-”表示方向与运动方向相反）
（3）汽车从刹车到停止的时间
可得
21．答案：（1）；（2），；（3），其中
解析：（1）滑块恰过F点的条件：
解得
（2）滑块在斜面上摩擦受重力、支持力和摩擦力，其中仅重力和摩擦力做功从E到B，动能定理
代入数据可得
在E点做圆周运动，根据牛顿第二定律
解得
根据牛顿第三定律可知压力大小为0.14N，方向竖直向下
从O到E点，根据能量守恒定律：
解得
（3）要使游戏成功，首先滑块不能脱离轨道，其次滑块需要恰好停留在B点，设滑块恰能过F点，从O点到F点，此情况由能量守恒定律可得
滑块恰能过F点，恰好能停留在B点，设此时B点离地高度为，从O点到B点能量守恒有
解得
由于滑块需要停留在B点，则需要
解得
即B点离地高度最高为
从O到B点
其中
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