第一章 磁场力与现代科技 章末综合训练（word版含答案）

第1章 磁场力与现代科技 章末综合训练
一、单选题
1．（2022·全国·高三专题练习）从太阳和其他星体发射出的高能粒子流，在射向地球时，由于地磁场的存在，改变了运动方向，对地球起到了保护作用。地磁场的示意图（虚线，方向未标出）如图所示，赤道上方的磁场可看成与地面平行，其中含有α、β（电子）、γ射线以及质子，沿与地球表面垂直的方向射向赤道上空，则在地磁场的作用下（　　）
A．α射线沿直线射向赤道 B．β射线向西偏转
C．γ射线向东偏转 D．质子向北偏转
2．（2021·湖北·模拟预测）如图所示，以直角三角形AOC为边界的有界匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，∠A＝60°，AO＝a。在O点放置一个粒子源，可以向各个方向发射某种带负电的粒子，粒子的比荷为，发射速度大小都为v0，且满足v0＝，发射方向由图中的角度θ表示。对于粒子进入磁场后的运动（不计重力作用），下列说法正确的是（　　）
A．粒子不可能打到A点
B．以θ＝60°飞入的粒子在磁场中运动时间最短
C．以θ＜30°飞入的粒子在磁场中运动的时间都相等
D．在AC边界上只有一半区域有粒子射出
3．（2021·广西玉林·高三阶段练习）如图所示，在边长为L的正方形ABCD区域内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，一带电粒子（重力不计）以速度v从A点沿AB边方向射入磁场，恰好从BC边的中点F射出，已知带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为T，以下说法正确的是（　　）
A．该粒子一定带负电
B．该粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为
C．若粒子的速度大小为2v，方向不变，粒子将从CD边的中点E射出
D．若粒子的速度大小为2v，方向不变，粒子做圆周运动的周期变为
4．（2021·全国·高二课时练习）如图所示为研究平行通电直导线之间相互作用的实验装置。接通电路后发现两根导线均发生形变，此时通过导线和的电流大小分别为和，已知，方向均向上。若用和分别表示导线与受到的磁场力，则下列说法正确的是（　　）
A．两根导线相互排斥
B．为判断的方向，需要知道和的合磁场方向
C．两个力的大小关系为
D．仅增大电流，、会同时都增大
5．（2022·全国·高三专题练习）如图所示，MN的右侧存在范围足够大、磁感应强度大小为B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，MN右侧到MN的距离为L的O处有一个粒子源，可沿纸面内各个方向射出质量为m、电荷量为q的带正电粒子（不计重力及粒子间的相互作用），速度均为，则粒子在磁场中运动的最短时间为（　　）
A． B． C． D．
6．（2021·河南省内乡县高级中学高二阶段练习）如图所示，在倾角为α的光滑固定斜面上，垂直纸面放置一根长为L、质量为m的直导体棒，在导体棒中通有垂直纸面向里、大小为I的电流，重力加速度为g，欲使导体棒静止在斜面上，则施加的磁场的最小值和方向为（　　）
A．，垂直斜面向下 B．垂直斜面向下
C．，垂直斜面向上 D．，水平向左
7．（2022·河南·新蔡县第一高级中学高二阶段练习）地磁场可以减少宇宙射线中带电粒子对地球上生物体的危害。为研究地磁场可将其简化为包围地球一定厚度的匀强磁场，某研究小组模拟了一个地磁场。如图所示，地球半径为R，模拟地磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直于赤道平面。A处有一粒子源，可在赤道平面内以速度2v向各个方向射入带正电粒子，该粒子比荷为。研究发现，沿半径方向射入磁场的粒子恰不能到达模拟地球。不计粒子重力及大气对粒子运动的影响，且不考虑相对论效应。这时粒子在磁场中运动的时间是（　　）
A． B． C． D．
8．（2022·河南省信阳市教育局高二期末）有三根相互平行的直导线垂直纸面放置，且它们在同一连线上。已知这三根导线大小分别通以，且，电流方向如图示（　　）
A．直导线受到的安培力向左 B．直导线受到的安培力向右
C．若只增大，导线受到的安培力从指向 D．若只增大，导线受到的安培力从指向
9．（2021·山西·晋城市第一中学校高二阶段练习）在半导体离子注入工艺中，初速度可忽略的离子P+和P3+，经电压为U的电场加速后，垂直进入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里，有一定的宽度的匀强磁场区域，如图所示。已知离子P+在磁场中转过θ=30°后从磁场右边界射出。在电场和磁场中运动时，离子P+和P3+（　　）
A．在磁场中运动的半径之比为3∶1 B．在电场中的加速度之比为1∶1
C．在磁场中转过的角度之比为1：2 D．高开电场区域时的动能之比为1：
10．（2021·广东北江实验学校高二开学考试）如图所示，一束电荷量为的电子以垂直于磁感应强度并垂直于磁场边界的速度射入宽度为的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为。则电子的质量为（　　）
A． B． C． D．
11．（2021·北京·北大附中高三阶段练习）如图所示，水平放置的两个正对的带电金属板MN、PQ间存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场强度为E，磁感应强度为B。在a点由静止释放一带正电的微粒，释放后微粒沿曲线acb运动，到达b点时速度为零，c点是曲线上离MN板最远的点，该点的曲率半径为该点到ab连线距离的2倍（曲率半径可以理解为过该点圆的半径）。已知微粒的质量为M，电荷量为q，重力加速度为g，不计微粒所受空气阻力，则下列说法中正确的是（　　）
A．微粒做匀速圆周运动 B．微粒在c点时电势能最小
C．微粒到达b点后将沿原路径返回a点 D．微粒运动过程中的最大速率为
二、填空题
12．（2021·陕西金台·高二期末）如图所示是实验室里用来测量磁场力的一种仪器——电流天平。某同学在实验室里用电流天平测算通电螺线管中的磁感应强度，若他测得CD段导线长度为m，天平（等臂）平衡时钩码重力为N，通过导线的电流I=0.5A。由此，测得通电螺线管中的磁感应强度B的大小为___________T，方向为___________（选填“水平向左”或“水平向右”）。
13．（2019·上海·复旦附中高三期中）在磁场中的同一位置放置一条直导线，导线的方向与磁场方向垂直。先后在导线中通入不同的电流，导线所受的力也不一样。图中的几幅图象表现的是导线受力的大小F与通过导线的电流I的关系。a、b各代表一组F、I的数据。在A、B、C三幅图中，正确的是________，请说明道理_______。
A．B．C．
14．（2020·湖南·茶陵三中高二开学考试）如图所示，质量为m、电荷量为q的带电粒子（不计重力），以速度v沿垂直于磁场的方向进入一匀强磁场区域，并在磁场中做匀速圆周运动。已知磁场的磁感应强度为B，则该粒子做匀速圆周运动的轨道半径为____________ ，周期为_____________。
三、解答题
15．（2022·北京·高二期末）如图所示，M为粒子加速器：N为速度选择器，两平行导体板之间有方向相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里，磁感应强度为B。从S点释放一初速度为0、质量为m、电荷量为q的带正电粒子，经M加速后恰能以速度v沿直线（图中平行于导体板的虚线）通过N。不计重力。
（1）求粒子加速器M的加速电压U；
（2）求速度选择器N两板间的电场强度E的大小和方向；
（3）仍从S点释放另一初速度为0、质量为m、电荷量为2q的带正电粒子，分析判断粒子进入电磁场区域后是否能沿图中虛线运动。
16．（2021·内蒙古·高三期末）如图，在平面直角坐标系xOy的第I象限内，有竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，虚线OA为电场和磁场的分界线，与x轴的夹角θ=30°。一质量为m、电荷量为-q的负电粒子从y轴上的P点以平行于x轴的初速度v0射入电场区域，刚好垂直OA进入磁场区域，并垂直于x轴射出磁场区域。已知OP=l，粒子重力忽略不计。
（1）求该磁场磁感应强度B的大小。
（2）求粒子在电场和磁场中运动的总时间。
17．（2021·河北·张家口市第一中学高二阶段练习）如图所示，在xOy平面内，第一象限中有匀强电场，场强大小为E，方向沿y轴正方向。第四象限中有匀强磁场，方向垂直纸面向里。今有一个质量为m、电荷量为q的带负电的粒子（不计粒子的重力和其他阻力），从y轴上的P点以初速度v0垂直于电场方向进入电场。经电场偏转后，沿着与x正方向成进入磁场。
（1）求P点离坐标原点O的距离h；
（2）若粒子恰好能返回电场，求磁感应强度B。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．D
3．B
4．D
5．B
6．A
7．C
8．C
9．C
10．C
11．B
12． 水平向右
13． B 在匀强磁场中，当电流方向与磁场垂直时所受安培力为：，由于磁场强度B和导线长度L不变，因此F与I的关系图象为过原点的直线
14．
15．（1）；（2），方向垂直导体板向下；（3）见解析
16．（1）；（2）
17．（1）；（2）
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