第一章 磁场 单元综合卷（Word版含答案）

第一章 磁场 单元综合优化卷
一、单选题
1．（2021·江苏·苏州市相城区陆慕高级中学高三阶段练习）质谱仪最初是由汤姆生的学生阿斯顿设计的，他用质谱仪发现了氖20和氖22，证实了同位素的存在。如图所示，容器A中有质量分别为m1、m2，电荷量相同的氖20和氖22两种离子（不考虑离子的重力及离子间的相互作用），它们从容器A下方的小孔S1不断飘入电压为U的加速电场（离子的初速度可视为零），沿竖直线S1S2（S2为小孔）与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打在水平放置的底片上。由于实际加速电压的大小在U±ΔU范围内微小变化，这两种离子在磁场中运动的轨迹可能发生交叠，为使它们的轨迹不发生交叠，应小于（　　）
A． B．
C． D．
2．（2021·河南·高三期中）某空间同时存在着正交的匀强电场、匀强磁场，一质量为m的带电小球恰好在此空间做匀速直线运动。某时刻突然撤去磁场，则下列说法正确的是（　　）
A．小球可能做类平抛运动 B．小球可能做变加速运动
C．小球可能做匀变速直线运动 D．小球的机械能一定保持不变
3．（2021·四川·南江中学高二阶段练习）质量为m的一段导线用细线悬挂在竖直向下的匀强磁场中。当导线中通有垂直纸面向里的恒定电流时，细线偏离竖直方向θ角而静止（如图所示是截面图）。若只改变磁感应强度的方向，使导线平衡时细线与竖直方向的偏角为最大，此时磁感应强度与竖直方向的夹角β应满足（　　）
A．sinβ=cotθB．sinβ=tanθC．cosβ=tanθD．cosβ=cotθ
4．（2021·重庆·高二阶段练习）一束混合粒子流从一发射源射出后，进入如图所示的磁场，分离为1、2、3三束粒子流，不考虑重力及粒子间的相互作用，则下列选项不正确的是（　　）
A．1带正电 B．1带负电 C．2不带电 D．3带负电
5．（2021·湖南·高三阶段练习）如图所示，厚度均匀的木板放在水平地面上，木板上放置有两个相同的条形磁铁，磁铁的N极正对，在两磁铁竖直对称轴上的C点处固定垂直于纸面的长直导线，并通以垂直于纸面向里的恒定电流，木板和磁铁始终静止：下列说法正确的是（　　）
A．导线受到的安培力竖直向上，木板对地面的压力大小大于磁铁和木板的重力之和的大小
B．导线受到的安培力竖直向下，木板对地面的压力大小小于磁铁和木板的重力之和的大小
C．导线受到的安培力水平向右，木板受到地面的摩擦力水平向右
D．导线受到的安培力水平向右，木板受到地面的摩擦力水平向左
6．（2021·重庆八中高二期中）真空中一长直细金属导线竖直放置，通以向上的恒定电流，一光滑绝缘管ab水平放置，管两端恰好落在一以导线为圆心的圆上，俯视图如图。半径略小于绝缘管半径的带正电小球自a端以初速度向b运动过程中，则下列说法正确的是（　　）
A．小球在ab位置中点时速度最大 B．洛伦兹力对小球先做正功再做负功
C．小球在ab位置中点受到的洛伦兹力为零 D．小球受到洛伦兹力时，洛伦兹力方向始终向下
7．（2021·河北省唐县第一中学高二阶段练习）如图所示，感应强度大小为B的匀强磁场沿z轴正方向垂直于霍尔元件的工作面（即前后侧面），给霍尔元件通以沿x轴正向的恒定电流I，元件沿x轴方向的长度为a，沿y轴方向的宽度为b，沿z轴方向的厚度为c.下列说法正确的是（　　）
A．若元件的载流子带正电，则元件的上表面电势比下表面的电势高
B．沿y轴方向的宽度越大，元件上、下表面的电势差越大
C．沿z轴方向的厚度越小，元件上、下表面的电势差越大
D．增大电流，元件上、下表面的电势差大小不变
8．（2021·全国·高二单元测试）如图所示，虚线MN将平面分成Ⅰ和Ⅱ两个区域，两个区域都存在与纸面垂直的匀强磁场．一带电粒子仅在磁场力作用下由Ⅰ区运动到Ⅱ区，弧线aPb为运动过程中的一段轨迹，其中弧aP与弧Pb的弧长之比为2:1，下列判断一定正确的是（　　）
A．两个磁场的磁感应强度方向相反，大小之比为2:1
B．粒子在两个磁场中的磁场力大小之比为1:1
C．粒子通过aP、Pb两段弧的时间之比为2:1
D．弧aP与弧Pb对应的圆心角之比为2:1
9．（2022·湖南·雅礼中学高三阶段练习）如图所示，MNPQ为一正方形边界的匀强磁场区域，两个质量相同的粒子以相同的速度从M点沿MP方向射入，粒子1从N点射出，粒子2从PQ边垂直于磁场边界射出，不考虑粒子的重力和粒子间的相互作用。下列说法正确的是（　　）
A．粒子1带负电
B．粒子1和粒子2的带电量之比为1：2
C．粒子1和粒子2在磁场中运动时间之比是1：2
D．粒子1和粒子2的速度方向改变的角度之比为2：1
10．（2022·全国·高二专题练习）某一空间存在着磁感应强度为且大小不变、方向随时间做周期性变化的匀强磁场（如图甲所示），规定垂直纸面向里的磁场方向为正。为使静止于该磁场中的带正电的粒子能按的顺序做横“∞”字曲线运动（即如图乙所示的轨迹），下列办法可行的是（粒子只受洛伦兹力的作用，其他力不计）（　　）
A．若粒子的初始位置在处，在时给粒子一个沿切线方向水平向右的初速度
B．若粒子的初始位置在处，在时给粒子一个沿切线方向竖直向下的初速度
C．若粒子的初始位置在处，在时给粒子一个沿切线方向水平向左的初速度
D．若粒子的初始位置在处，在时给粒子一个沿切线方向竖直向下的初速度
11．（2021·全国·高二单元测试）如图所示，空间内有一长方形区域，区域内存在平行于纸面方向的匀强电场（图中未画出），O、e分别为边、边的中点，边的长度，且边的长度为边长度的2倍，以边为直径的半圆内有垂直于纸面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场（边界上无磁场）。一质量为、电荷量为的带电粒子以速度沿垂直于边的方向从O点垂直于磁场射入电磁场区域，带电粒子刚好沿直线射出，不计粒子的重力，下列说法正确的是（　　）
A．电场强度大小为，方向平行于边向下
B．若完全相同的粒子从的中点以相同速度沿垂直于边的方向射入磁场区域，粒子将从中点离开长方形区域
C．若撤去电场仅剩磁场，粒子将从b点离开长方形区域
D．若撤去磁场仅剩电场，粒子将从边中点离开长方形区域
二、填空题
12．（2021·陕西渭滨·高二期末）回旋加速器的构造如图所示，D1、D2是半圆形金属盒，D形盒的缝隙处接交流电源，D形盒处于匀强磁场中。工作时交流电的周期和粒子做圆周运动的周期______（选填“相等”或“不相等”），粒子经电场加速，经磁场回旋，获得的最大动能由______和D形盒的______决定，与加速电压无关。
13．（2022·全国·高二专题练习）某小组利用如图所示的装置测定磁极间的磁感应强度，在力传感器下端挂一个n匝矩形线圈，将线圈的短边完全置于磁极之间的磁场（可视为匀强磁场）中并使平面与磁极的连线垂直。断开电路，线圈静止时力传感器的读数为F1；接通电路，线圈中的电流强度为I时，力传感器的读数为F2（F214．（2021·山东·济南市天桥区黄河双语实验学校高二阶段练习）如图所示的天平可用来测定磁感应强度。天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽度为L，共N匝，线圈下端悬在匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面。当线圈中通有电流I时（方向如图所示），在天平左、右两边分别加上质量为m1、m2的砝码，天平平衡；当电流反向（大小不变）时，右边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡。重力加速度为g，则磁感应强度的大小为__________。
三、解答题
15．（2022·陕西韩城·高二期末）如图所示，在直角坐标系中，有一质量、带电荷量的粒子（不计重力），垂直x轴从A点以200m/s的速度进入第二象限的匀强电场中，电场方向水平向右。粒子在电场中从B点进入第一象限，第一象限中有垂直坐标面的匀强磁场（图中未画出），粒子随后垂直经过x轴上的C点，已知，。求：
（1）匀强电场场强E的大小；
（2）匀强磁场的磁感应强度B；
（3）粒子在磁场中的运动时间。
16．（2022·山东·青岛二中高三开学考试）如图甲所示，长为L、间距也为L的平行正对金属极板垂直纸面放置，接有如图乙所示的电压（U、T均为已知），以极板右端为边界右侧的足够大空间中存在垂直纸面的匀强磁场（图中未画出）。位于极板左端中点O处的粒子源不断沿纸面平行于极板方向射出质量、电荷量、速度均相同的带正电粒子。已知t=0时刻从粒子源射出的粒子恰好在时刻从上极板右端M点离开电场进入磁场，再从下极板右端N点离开磁场，不计粒子重力。求：
（1）匀强磁场的磁感应强度大小；
（2）时刻从粒子源射出的粒子离开磁场时的位置与N点的距离。
17．（2022·长水教育控股集团（云南）衡水实验中学管理有限公司高二期末）如图所示，在第Ⅰ象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场，在第Ⅱ象限内有水平向右的匀强电场，在第四象限内有水平向左的匀强电场。在该平面有一个质量为、电荷量为的粒子以垂直轴的初速度，从x轴上的点进入匀强电场，恰好与轴成角从点射出电场，再经过一段时间恰好从M点（未画出）垂直于x轴飞出，已知之间的距离为。（不计粒子重力）求：
（1）轴上点坐标；
（2）匀强磁场的磁感应强度大小。
（3）若电子从y轴负半轴某点沿45°方向射入第三象限，则第四象限的电场强度E大小为多少？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
2．A
3．B
4．B
5．C
6．C
7．C
8．C
9．D
10．A
11．D
12． 相等 磁感应强度 半径
13．
14．
15．（1）；（2）；（3）
16．（1） ；（2）
17．（1） ；（2）；（3）E=
答案第1页，共2页
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