第一章 磁场力与现代科技 单元质量检测（Word版含答案）

第1章 磁场力与现代科技 单元质量检测
一、单选题
1．（2022·江苏省丹阳高级中学高二开学考试）电场和磁场的性质既有相似性，又各有其特殊性，下列关于电场和磁场有关性质的比较，正确的是（　　）
A．电荷在电场中必受电场力，运动电荷在磁场中必受洛伦兹力
B．电场线分布的疏密表示电场的强弱，磁感线分布的疏密表示磁场的强弱
C．电场方向与正电荷受电场力方向相同，磁场方向与正电荷受洛伦兹力方向相同
D．电场线和磁感线都是闭合的
2．（2022·北京·北师大实验中学高三阶段练习）洛伦兹力演示仪可以帮助我们研究带电粒子在匀强磁场中的运动规律。在施加磁场之前，电极释放出来的电子经加速后沿直线运动，已知从电极出来的电子速度方向可在水平面内调整。施加磁场后电子束的径迹如图甲所示，在图甲的基础上调节演示仪，电子束的径迹如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．磁场的方向一定垂直纸面向外
B．图乙一定减小了电子的加速电压
C．图乙可能增强了磁感应强度
D．图甲与图乙中电子运动一周的时间一定不相同
3．（2021·重庆市求精中学校高二阶段练习）一个带正电的微粒（重力不计）初速度水平向右，进入如图所示的匀强磁场和匀强电场区域时会向下偏转，则欲使微粒在电磁场中恰能沿水平直线运动，则应采用的方法是（　　）
A．增大电荷质量 B．增大电荷量
C．增大磁感应强度 D．减小入射速度
4．（2022·江西·高二期末）质量为m，电阻率为，横截面积为S，长度为L的粗细均匀的金属棒MN两端由等长的轻质绝缘细线悬挂，金属棒置于竖直方向的匀强磁场中，初始细线竖直，金属棒静止。现在MN两端加上大小为U的电压，使电流由M流向N，要使金属棒的绝缘细线静止时与竖直方向摆角成60°角，已知重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　）
A．磁场方向竖直向上或向下，大小为
B．磁场方向竖直向上或向下，大小为
C．增长绝缘细线长度，其余条件不变，金属棒摆角将小于60°
D．增大金属棒长度，其余条件不变，金属棒摆角将大于60°
5．（2022·上海市延安中学高二期末）如图所示，一块蹄形磁铁放在水平台秤上，水平放置的金属棒AB固定在两个磁极正对面之间。当AB中通入电流时，台秤的示数减小。则下列说法正确的是（　　）
A．AB棒受到的安培力竖直向上 B．AB棒中的电流方向为由B指向A
C．蹄形磁铁与台秤间一定存在摩擦力 D．台秤受到了金属棒施加的安培力作用
6．（2022·浙江·高三专题练习）如图所示，将质量为m的带正电小球，从固定在竖直平面内的，半径为R的光滑绝缘圆弧轨道A处，由静止释放，直径水平，在竖直直径的右侧存在水平向右的匀强电场和垂直于纸面向外的匀强磁场（图中均未标出），电场力与重力大小相等，下列说法错误的是（　　）
A．小球沿轨道运动的最大速度
B．小球在轨道右侧向上运动的过程中不会脱离轨道
C．小球沿轨道最高到达弧的中点
D．撤去磁场，小球在右侧运动时不会脱离轨道
7．（2022·上海·模拟预测）扫描隧道显微镜（STM）可用来探测样品表面原子尺度上的形貌，为了隔离外界振动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加恒定磁场来快速衰减其微小振动，如图所示。出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是（　　）
A．B．C．D．
8．（2022·河南·驻马店市基础教学研究室高二期末）如图所示，直角边长为的等腰直角三角形与匀强磁场垂直，比荷为的带负电粒子以速度从点沿边射入，要使该粒子从边穿过，则磁感应强度大小的取值范围为（　　）
A． B． C． D．
9．（2022·全国·高二专题练习）如图所示，三根相互平行的固定长直导线、和垂直纸面如图放置，与坐标原点分别位于边长为的正方形的四个点上，与中的电流均为，方向均垂直于纸面向外，中的电流为，方向垂直纸面向里（已知电流为的长直导线产生的磁场中，距导线处的磁感应强度，其中为常数）。某时刻有一质子（电量为）正好沿与轴正方向成45°斜向上经过原点，速度大小为，则质子此时所受磁场力为（　　）
A．方向垂直纸面向里，大小为
B．方向垂直纸面向外，大小为
C．方向垂直纸面向里，大小为
D．方向垂直纸面向外，大小为
10．（2021·辽宁·沈阳二中高三阶段练习）两条间距为d的平行光滑金属导轨间接有电源E，导轨平面与水平面夹角θ=30°。金属杆ab垂直导轨放置，导轨与金属杆接触良好。整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与竖直成30°斜向上，如图所示，此时金属杆ab刚好处于静止状态。采取以下措施后，仍可以使金属杆处于静止状态的有（　　）（忽略此过程中产生的感应电流）
A．将磁场方向改为竖直向上，同时减小B，其他条件不变
B．增大倾角θ同时调节滑动变阻器使电流减小，其他条件不变
C．增大倾角θ，磁场方向改为水平向左，其他条件不变
D．减小倾角θ，同时调节滑动变阻器使连入电路中的电阻增大，其他条件不变
11．（2021·河南·商城县高级中学高二阶段练习）如图所示物体带正电，与斜面的动摩擦因数为，最大静摩擦力可视为等于滑动摩擦力，斜面足够长且所在空间均有图示方向的匀强磁场。现给物体一个沿斜面向上的初速度v0，使物体沿斜面向上运动。下列说法正确的是（　　）
A．物体不可能停在斜面上
B．物体匀减速向上运动
C．物体向上运动过程中摩擦力大小不变
D．物体向上运动时加速度越来越小，最后停在斜面上
二、填空题
12．（2022·江西·南昌市八一中学高二期末）如图所示，用长为L的轻绳，悬挂一质量为m的带电小球，放在磁感应强度为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场中。现将小球拉到与悬点等高处由静止释放，小球便在垂直于磁场的竖直面内摆动，当小球第一次摆到最低点时，轻绳的拉力恰好为零，重力加速度为g，忽略空气阻力，由此可知小球___________（选填“带正电”“不带电”或“带负电”）当小球第二次经过最低点时轻绳拉力等于___________。
13．（2022·全国·高二专题练习）对回旋加速器的工作原理的理解。
(1)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期公式___________，粒子运动速率增大，其运动半径将___________（填“增大”“减小”或“不变”，下同），周期___________。
(2)如图所示，要确保粒子每次经过D形盒的间隙时，都受到合适的电场力而被加速，则产生交变电场的频率应___________（填“大于”“小于”或“等于”）粒子运动的频率。
(3)带电粒子获得的最大能量与D形盒的___________（填“半径”或“周期”）有关。
14．（2019·上海·复旦附中高三期中）实验证明：通电长直导线周围磁场的磁感应强度大小为，式中常量，I为电流强度，r为距导线的距离。在水平长直导线MN正下方，有一矩形线圈abcd通以逆时针方向的恒定电流，被两根轻质绝缘细线静止地悬挂着，如图所示。开始时MN内不通电流，此时两细线内的张力均为；当MN通以强度为电流时，两细线内的张力均减小为；当MN内电流强度大小变为时，两细线内的张力均增大为。则电流的大小为________A；当MN内的电流强度为时两细线恰好同时断裂，则在此断裂的瞬间线圈的加速度大小为________g。（g为重力加速度）
三、解答题
15．（2022·河南平顶山·高二期末）宽度为的区域内左边一半有垂直纸面向里的匀强磁场，右边一半是场强方向与纸面平行的匀强电场（未画出），电场与磁场分界线与边平行。一质量为、电荷量为、不计重力的粒子从点以初速度沿方向射入到磁场中，若磁感应强度大小为，粒子离开磁场进入电场后沿直线运动且恰好能够到达区域的右边界线。
（1）求粒子通过磁场所用的时间（用、表示）；
（2）确定电场的方向并求电场强度的大小。
16．（2022·河南·许昌市普通教育教学研究室高二期末）如图所示，是边长为的正方形。以为圆心、边长为半径的四分之一圆周内有磁感应强度大小为的匀强磁场，磁场的方向垂直于正方形所在的平面向外。一质量为、电荷量为的电子，以某一速度沿正方形所在的平面、从边的中点垂直于边射入正方形区域，该电子刚好从点离开磁场。不计电子重力，求：电子从边的中点入射的速度大小。
17．（2022·四川·成都外国语学校高二开学考试）如图，在xOy平面第一象限有一匀强电场，电场方向平行y轴向下。在第四象限内存在一有界匀强磁场，左边界为y轴，右边界为的直线（边界上均有磁场）。磁场方向垂直纸面向外。一质量为m、带电量为q的正粒子从y轴上P点以初速度垂直y轴射入匀强电场，在电场力作用下从x轴上Q点以与x轴正方向45°角进入匀强磁场。已知，不计粒子重力。求：
（1）P与O点的距离；
（2）要使粒子能再进入电场，磁感应强度B的范围。
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参考答案：
1．B
2．C
3．C
4．B
5．B
6．A
7．D
8．D
9．B
10．D
11．A
12． 带负电 6mg
13． 增大 不变 等于 半径
14． 1 2
15．（1）；（2）方向与直线成角斜向左上，
16．
17．（1）；（2）
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