第一章 磁场力与现代科技 章末综合测评卷（Word版含答案）

第1章 磁场力与现代科技 章末综合测评卷
一、单选题
1．（2021·重庆市清华中学校高二阶段练习）如图，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向垂直于纸面向里垂直。线段ab、bc和cd的长度均为L，且 。流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示。导线abcd所受到的磁场的作用力的合力（　　）
A．方向沿纸面垂直于ad连线向上，大小为
B．方向沿纸面垂直于ad连线向上，大小为
C．方向沿纸面垂直于ad连线向下，大小为
D．方向沿纸面垂直于ad连线向下，大小为
2．（2022·山西晋中·高三期末）三根足够长的导体棒a、b、c呈等边三角形排列，质量均为m，电流大小相等、方向如图所示，a、b两导体棒放置在粗糙的水平桌面上，导体棒c被竖直伸长的弹簧悬挂，重力加速度为g，则（　　）
A．弹簧的拉力大于c导体棒的重力
B．桌面对a、b导体棒的摩擦力均为零
C．桌面对a导体棒的支持力大于
D．若对称地缓慢增大a、b 导体棒间的距离，则弹簧长度增大
3．（2022·山东·威海市教育教学研究中心高二期末）如图所示，光滑平行导轨与水平面成α角，空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。金属杆水平放置在导轨上，恰好处于静止状态。仅改变磁场，能使金属杆保持静止的最小磁感应强度的大小和方向为（ ）
A．Bsinα 垂直导轨平面向上 B．Bsinα 垂直导轨平面向下
C．Bcosα 垂直导轨平面向上 D．Bcosα 垂直导轨平面向下
4．（2021·福建省武平县第一中学高二阶段练习）如图所示是回旋加速器的示意图，其核心部分是两个D形金属盒，分别与高频交流电源连接，两个D形金属盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两个D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，忽略粒子在电场中的运动时间，下列说法中正确的是（　　）
A．粒子射出时的最大动能与D形金属盒的半径无关
B．加速电压越大，粒子最终射出时获得的动能就越大
C．若增大加速电压，粒子在回旋加速器中运动的时间将减少
D．若增大磁感应强度B，为保证粒子总被加速，必须减小周期性变化电场的频率
5．（2022·山东·威海市教育教学研究中心高二期末）如图所示，圆心为O、半径为R的半圆形区域存在着垂直纸面方向的匀强磁场，一带电粒子以速度v从O点垂直于直径PQ射入磁场，并从M点离开，∠POM=60°，不计带电粒子的重力。粒子在磁场中的运动时间为（ ）
A． B． C． D．
6．（2022·江西·九江一中高二期末）如图所示，一根足够长的光滑绝缘杆MN固定在竖直平面内，且与水平面的夹角为37°，空间中存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为1T，质量为0.1kg的带电小环沿杆下滑到图中的P处时，对杆有垂直杆向下的、大小为0.3N的压力。已知小环的带电荷量为0.1C，重力加速度大小g=10m/s2，sin37°=0.6。下列说法正确的是（　　）
A．小环带正电
B．小环下滑的加速度大小为5m/s2
C．小环滑到P处时的动能为1.25J
D．当小环再沿杆滑动2.25m后恰好与杆没有相互作用
7．（2022·河南·信阳高中高二开学考试）有一种磁强计，可用于测定磁场的磁感应强度，其原理如图所示。将一段横截面为长方形的N型半导体（主要靠自由电子导电）放在匀强磁场中，两电极、分别与半导体的前后两侧接触。已知磁场方向沿轴正方向，N型半导体横截面的长为，宽为，单位体积内的自由电子数为，电子电荷量为，自由电子所做的定向移动可视为匀速运动。导体中通有沿轴正方向、大小为的电流时，两电极、间的电势差为。下列说法正确的是（　　）
A．为正极，为负极 B．磁感应强度的大小为
C．磁感应强度的大小为 D．其他条件不变时，越大，电势差越大
8．（2022·云南昭通·高三阶段练习）在粒子加速领域中有开创贡献的物理学家谢家麟获得2011年度国家最高科学技术奖，该奖项被誉为是“中国的诺贝尔奖”。环型对撞机是研究高能粒子的重要装置，如图所示，正、负粒子由静止都经过电压为U的直线加速器加速后，沿圆环切线方向同时注入对撞机的高真空环状空腔内，空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B，正、负粒子在环状空腔内只受洛伦兹力作用而沿相反方向做半径相等的匀速圆周运动，然后在碰撞区迎面相撞。不考虑相对论效应，下列说法正确的是（　　）
A．正、负粒子的比荷可以不相同
B．加速电压U一定时，粒子的比荷越大，磁感应强度B越大
C．磁感应强度B一定时，比荷相同的粒子，质量大的粒子进入磁场时动能小
D．对于给定的正、负粒子，加速电压U越大，粒子从静止到碰撞运动的时间越短
9．（2021·辽宁·沈阳市第一二〇中学高三阶段练习）如图所示，在水平向右的匀强磁场中，有一倾角的光滑固定斜面，斜面上垂直纸面放置一根长为L、质量为m的通电直导体棒，导体棒中的电流为I、方向垂直纸面向外，导体棒刚好能静止在斜面上；重力加速度为g。则匀强磁场的磁感应强度大小为（　　）
A． B．
C． D．
10．（2021·重庆市江津中学校高二阶段练习）如图所示，真空容器中存在竖直向下的匀强电场E和水平向里的匀强磁场B，一质量为m、带电量为q的带电小球以水平向右的速度v进入电磁场且在竖直平面内做完整的圆周运动。则下列说法正确的是（　　）
A．小球带正电且沿逆时针方向做匀速圆周运动
B．电场强度E与磁感应强度B应满足
C．小球做圆周运动的半径
D．小球运动过程中机械能守恒
11．（2022·辽宁·丹东市教师进修学院高二期末）一种用磁流体发电的装置如图所示。平行金属板A、B之间有一个很强的磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负电粒子）喷入磁场，A、B两板间便产生电压。如果把A、B和负载连接，A、B就是一个直流电源的两个电极。若A、B两板相距为d，板间的磁场按匀强磁场处理，磁感应强度为B，等离子体以速度v沿垂直于B的方向射入磁场，等效内阻为r，负载电阻为R。下列说法正确的是（　　）
A．A板带正电，B板带负电
B．磁流体发电机的电动势是Bv
C．磁流体发电机的总功率为
D．磁流体发电机的输出功率为
二、填空题
12．（2021·湖南·高二学业考试）A、B是两种同位素的原子核，它们电荷相同，质量不相等。让A、B以相同的速度先后从S点沿着与磁场垂直的方向进入匀强磁场，它们的运动轨迹如图中虚线所示，则A、B的质量大小关系mA_______mB（填“>”“二”或“<”），A、B在磁场中运动的时间大小关系tA_______tB（填“>”“二”或“<”）
13．（2020·河北武强中学高二阶段练习）如图所示，一根质量为m的金属棒AC用长短相同的软线悬挂在磁感应强度为B的匀强磁场中，通入A到C方向的电流时，AC受到的安培力方向向______（选填“上”、“下”、“左”、“右”），若改变电流的方向，悬线受到的张力将______（选填“变大”、“变小”或“不变”），若同时改变电流方向和磁场方向，金属棒受到的安培力方向______（选填“改变”或“不变”）
14．（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·全国·高三专题练习）如图甲，为除尘装置的截面示意图，水平放置的金属极板M、N间距离为d，大量均匀分布的带负电尘埃以相同速度进入两板间，速度方向与板平行，大小为v0，每颗尘埃的质量均为m，带电荷量均为q。如图乙，在原有两极板M、N的截面内，建立平面直角坐标系xOy，y轴垂直于金属板并过板的右端，x轴与两板中轴线共线；在P（2.5d，－2d）处放置开口向上且大小不计的尘埃收集容器。撤去两板间电场，然后只需在y轴右侧的某圆形区域内施加一垂直于纸面向里的匀强磁场，就可以把所有尘埃全部收集到容器中。尘埃颗粒重力、颗粒间作用力、尘埃颗粒对板间电场影响均不计。要把所有尘埃全部收集到容器中，则在圆形区域内所施加匀强磁场的磁感应强度大小应满足什么条件。
16．（2022·全国·高三专题练习）如图所示，在xOy平面的第二象限有一匀强电场，电场强度大小E可调，方向平行于y轴．第三象限有一垂直xOy平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。电子源S在xOy平面内向各个方向发射速度大小不同的电子，已知电子质量为m，电荷量为e。x轴上的P点与S点的连线垂直于x轴，S点与P点的距离为d，不考虑电子间相互作用．
（1）求从S发出的电子能直接到达P点的最小速度；
（2）若通过P点的电子在电场和磁场中沿闭合轨迹做周期性运动，求场强的大小；
（3）某电子与SP成60°角从S射出并经过P点，调整场强的大小E，使电子最终能垂直打在y轴上，求P点到O点的距离l与场强大小E的关系。
17．（2022·江西·高三阶段练习）如图所示，直角坐标系内第一、二象限有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，其边界如图中虚线所示，弧bc为圆心在O点半径为r的半圆，ab间的距离也为r。第三、四象限有与y轴成30°角斜向左下的匀强电场E，一束质量为m、电荷量为q的带负电粒子在纸面内从a点垂直x轴以各种速率射入磁场，不计粒子的重力和粒子间的相互作用，求：
（1）不加电场时，粒子在磁场中运动的最长时间；
（2）不加电场时，粒子在磁场中运动的最短时间；
（3）加电场时，（2）中粒子第2次回到x轴的位置坐标。
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参考答案：
1．A
2．D
3．D
4．C
5．B
6．C
7．C
8．D
9．D
10．C
11．C
12． > >
13． 上 变大 不变
14．
15．≤B≤
16．（1）；（2）；
17．（1）；（2）；（3）
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