第一章 磁场 单元检测题（Word版含答案）

第一章 磁场 单元检测题
一、单选题
1．（2022·吉林·农安县教师进修学校高二期末）回旋加速器主体部分是两个D形金属盒。两金属盒处在垂直于盒底的匀强磁场中，并分别与高频交流电源两极相连接，从而使粒子每次经过两盒间的狭缝时都得到加速，如图所示。在粒子质量不变和D形盒外径R固定的情况下，下列说法正确的是（　　）
A．粒子每次在磁场中偏转的时间随着加速次数的增加而增大
B．粒子在电场中加速时每次获得的能量相同
C．增大高频交流的电压，则可以增大粒子最后偏转出D形盒时的动能
D．将磁感应强度B减小，则可以增大粒子最后偏转出D形盒时的动能
2．（2022·青海海东·高二期末）一U形磁铁用轻质柔软细绳悬挂在天花板上，静止在如图所示的位置时绳中的张力大小为T，现突然在其正下方的导线中通以向左的电流，U形磁铁可绕轻绳自由旋转，从上往下看，下列说法正确的是（　　）
A．磁铁顺时针旋转，且T会变小 B．磁铁逆时针旋转，且T会变小
C．磁铁顺时针旋转，且T会变大 D．磁铁逆时针旋转，且T会变大
3．（2021·辽宁·凤城市第一中学高二阶段练习）如图，四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上（连线沿水平方向）。导线中通有大小相等的电流，方向如图所示。在正方形中心O点处放置一垂直纸面的通电长直导线，电流方向向外，则它所受安培力的方向（ ）
A．向上 B．向下 C．向左 D．向右
4．（2021·浙江·安吉县高级中学模拟预测）通电长直导线周围存在磁场，其磁感应强度大小与导线中的电流大小成正比，与距导线的距离成反比。如图所示。三根长度相同且通有恒定电流的长直导线、、平行放置，其截面位于等边三角形的三个顶点，、位于光滑绝缘水平面上，导线的质量为，重力加速度为，三根导线均保持静止状态。则（　　）
A．导线、间的磁场力大小为
B．导线、间的磁场力大小为
C．导线、中的电流方向相同
D．导线中的电流大小是导线中电流大小的2倍
5．（2022·江西·南昌大学附属中学高二期末）如图所示，圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场，其运动轨迹如图．若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的（　　）
A．a粒子速率最大，在磁场中运动时间最长
B．c粒子速率最大，在磁场中运动时间最短
C．a粒子速率最小，在磁场中运动时间最短
D．c粒子速率最大，在磁场中运动时间最长
6．（2022·河南省新郑市新郑高级中学高二阶段练习）如图，圆的半径为，内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，圆心与圆周上、两点构成一个正三角形。大量带负电的粒子以相同的速率沿着不同方向从点射入磁场，经磁场偏转后，粒子从劣弧区域射出，圆周上其他区域无粒子射出。不计粒子重力，下面说法正确的是（　　）
A．从点离开磁场的粒子末速度和初速度方向成
B．从点离开磁场的粒子在磁场中的运动时间为
C．洛伦兹力对粒子做功为
D．粒子的比荷为
二、多选题
7．（2021·辽宁·凤城市第一中学高二阶段练习）2020年爆发了新冠肺炎疫情，新冠肺炎病毒传播能力非常强，因此研究新冠肺炎病毒株的实验室必须是全程都在高度无接触物理防护性条件下操作.武汉病毒研究所拥有我国防护等级最高的P4实验室，在该实验室中有一种污水流量计，其原理可以简化为如图所示模型：废液内含有大量正、负离子，从直径为d的圆柱形容器右侧流入，左侧流出。流量值Q等于单位时间通过横截面的液体的体积。空间有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，下列说法正确的是（ ）
A．带电离子所受洛伦兹力方向水平向左
B．正、负离子所受洛伦兹力方向是相反的
C．污水流量计也可以用于测量不带电的液体的流速
D．只需要测量两点间的电压就能够推算废液的流量
8．（2022·福建省建瓯市芝华中学高二阶段练习）如图，范围足够大且方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一通有恒定电流的一定长度的直导线。现将直导线在竖直面内转动，则在转动过程中，直导线受到的安培力（　　）
A．逐渐增大 B．先减小后增大 C．方向改变一次 D．方向一直在变
9．（2022·全国·高三专题练习）长为l的水平放置极板间有垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示。磁感应强度大小为B，板间距离为l，极板不带电。现有质量为m、电荷量为q的带正电粒子（不计重力），从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是（　　）
A．使粒子的速度v<
B．使粒子的速度v>
C．使粒子的速度v>
D．使粒子的速度 10．（2022·天津和平·高三期末）速度选择器的构造如图所示，两带电平行金属板之间有相互正交的匀强电场和匀强磁场，一个带正电的粒子以某一初速度沿垂直于电场和磁场的方向射入两板间，测得它飞出该场区时的动能比射入时的动能大，为使带电粒子飞出场区时的动能比射入时的动能小，以下措施中可行的是（　　）
A．仅增大粒子所带的电荷量
B．仅增大粒子射入金属板时的速度
C．仅增大两板间磁场的磁感应强度
D．保持金属板所带电荷量不变，增大两板间的距离
11．（2021·山东·夏津第一中学高三阶段练习）如图所示，半径为R=2cm的圆形区域中有垂直纸面向外的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度B=2T，一个带正电粒子从圆形磁场边界上的A点以v0=8×104m/s的速度垂直直径MN射入磁场，恰好从N点射出，且∠AON=120°。下列选项正确的是（　　）
A．带电粒子在磁场中运动的轨迹半径为1cm
B．带电粒子的比荷为2×106C/kg
C．带电粒子在磁场中运动的轨迹圆心一定在圆形磁场的边界上
D．若带电粒子改为从圆形磁场边界上的C点以相同的速度入射，一定从N点射出
三、填空题
12．（2021·上海·模拟预测）用如图等臂天平可测量磁感应强度B，天平右侧下方悬挂的矩形线圈宽为L，共N匝。虚线框中匀强磁场垂直于纸面，线圈通以图示方向的电流I时，天平平衡。保持电流大小不变，改变其方向，从左盘中移动质量为m的砝码至右盘，使天平重新平衡。由此可知磁场的方向垂直纸面向_______，磁感应强度大小B=___________。（已知重力加速度g）
13．（2021·福建省福州第一中学高三开学考试）三个速度大小不同的同种带电粒子，沿同一方向从图中长方形区域的匀强磁场上边缘射入，当它们从下边缘飞出时对入射方向的偏角分别为90°、60°、30°，重力不计，则它们在磁场中运动的时间之比为___________。
14．（2020·全国·高二课时练习）如图所示，一个很长的竖直放置的圆柱形磁铁，在其外部产生一个中心辐射的磁场（磁场水平向外），其大小为（其中r为辐射半径——考察点到圆柱形磁铁中心轴线的距离，k为常量），一个与磁铁同轴的圆形铝环的半径为R（大于圆柱形磁铁的半径），弯成铝环的铝丝的横截面积为S。圆形铝环在磁场中由静止开始下落，下落过程中圆环平面始终水平，已知铝丝电阻率为，密度为，则圆形铝环下落的最终速度为________________。
四、解答题
15．（2022·河北·高三专题练习）空间中有一个水平向右不断发射速度一定的相同带电粒子的粒子源，粒子刚好沿直线打到竖直屏幕的O点处。若在该空间同时加垂直纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场，粒子恰好又能沿直线打到屏幕的O点，如图1所示。若撤去电场，只保留磁场，粒子到达屏幕时速度的偏转角为，偏转距离为，所用时间为，如图2所示。若只保留电场，粒子到达屏幕时竖直方向上的偏转距离为，所用时间为，偏转角为，如图3所示。不计粒子重力，求：
（1）的值；（2）的值；（3）的值。
16．（2022·湖北·高二阶段练习）如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一象限内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外。y轴上有一个粒子源P，OP=L，从P点沿x轴正方向发射速度大小不同的带正电的粒子，不计粒子的重力。已知带电粒子的质量为m、电荷量为q，试求：
（1）通过O点的粒子速度的大小；
（2）速度大小为的粒子在磁场中运动的时间。
17．（2021·广东·佛山一中高三阶段练习）如图所示，纸面内直角三角形BCD区内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，∠BCD=60°，S1、S2分别为两平行金属板A、B上正对的小孔，S2C=L，两金属板间接有大小为U0的电压。一质量为m、电荷量为e的电子（初速度视为零，电子所受重力不计）从小孔S1飘入板间电场，经电场加速后从小孔S2进入磁场中，射出磁场时速度方向恰好与CD垂直。
（1）求磁场的磁感应强度大小B；
（2）若仅改变两金属板间的电压，使从小孔S1飘入的电子经板间电场加速通过S2后，从CD上的P点穿出磁场，，求电子穿过磁场的时间t。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．C
3．B
4．D
5．B
6．D
7．BD
8．BC
9．AB
10．BC
11．BCD
12． 里
13．3：2：1
14．
15．（1）；（2）；（3）
16．（1）；（2）
17．（1）；（2）
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