第一章 磁场 章末综合质量检测（Word版含答案）

第一章 磁场 章末综合质量检测
一、单选题
1．（2022·江西南昌·一模）如图所示，边长为L的正方形ABCD边界内有垂直纸面向里的匀强磁场B，E为AD上一点，ED= 。完全相同的两个带电粒子a、b以不同速度分别从A、E两点平行AB向右射入磁场，且均从C点射出磁场。已知a粒子在磁场中运动的时间为t，不计粒子的重力和相互作用，则b粒子在磁场中运动的时间为（　　）
A． B． C． D．
2．（2022·福建·泉州市教科所模拟预测）如图，方形金属棒放在匀强磁场中，磁场方向垂直前后表面向里，金属棒通有从左到右的恒定电流I后将会产生霍尔效应，则（　　）
A．金属棒上表面的电势高于下表面 B．金属棒前表面的电势高于后表面
C．仅增大磁感应强度，霍尔电压将变大 D．仅增大金属棒长度ab，霍尔电压将变大
3．（2022·河南濮阳·高二期末）如图所示，等腰直角三角形OPQ区域内（含边界）存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一质量为m、带电量为+q的粒子1从O点沿OP方向射入磁场，质量为2m、带电量为-q的粒子2从P点沿PO方向射入磁场，不计粒子的重力和它们之间的相互作用，则（　　）
A．粒子1不能经过Q点
B．粒子2可以经过Q点
C．粒子1在磁场中运动的时间可能为
D．粒子2在磁场中运动的时间可能为
4．（2022·吉林·长春外国语学校高二开学考试）如图所示，在倾角为的光滑固定斜面上，垂直纸面放置一根长为L、质量为m的直导体棒，导体棒中的电流I垂直纸面向里。若导体棒恰能在斜面上保持静止，外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向可能满足（　　）
A．B＝，方向垂直斜面向上
B．B＝，方向垂直斜面向下
C．B＝，方向垂直斜面向上
D．B＝，方向竖直向下
5．（2022·江苏·盐城市伍佑中学高二阶段练习）如图所示，分布在半径为r的圆形区域内的匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直于纸面向里。电荷量为q、质量为m的带正电粒子从磁场边缘A点沿半径AO方向射入磁场，离开磁场时速度方向偏转了60°角，不计粒子重力，下列说法正确的是（　　）
A．粒子的轨道半径为r
B．粒子的速度为
C．粒子在磁场中运动的时间为
D．调整粒子射入时速度的大小，可使粒子在磁场中运动的周期改变
6．（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
7．（2022·全国·高三专题练习）如图所示，在绝缘板MN上方分布了水平方向的匀强磁场，方向垂直于纸面向里。距离绝缘板d处有一粒子源S，能够在纸面内不断地向各个方向同时发射电荷量为q、质量为m、速率为v的带正电粒子，不计粒子的重力和粒子间的相互作用，已知粒子做圆周运动的半径也恰好为d，则（　　）
A．粒子能打到板上的区域长度为2d
B．能打到板上最左侧的粒子所用的时间为
C．粒子从发射到打到板上的最长时间为
D．同一时刻发射的粒子打到板上的最大时间差为
8．（2022·河南驻马店·高三期末）如图所示，在纸面内有一磁感应强度大小为、方向水平向右的匀强磁场，匀强磁场的方向与固定长直导线垂直，长直导线内通有垂直纸面向外的恒定电流Ⅰ，在纸面内以导线的横截面为圆心画一个虚线圆，ab．cd是虚线圆的直径，ab、cd分别与匀强磁场垂直和平行。已知通有电流i的长直导线产生的磁场在距其r处的磁感应强度大小（其中k为已知常量）。已知a点的磁感应强度为0，下列说法正确的是（　　）
A．虚线圆的半径为
B．c、d两点的磁感应强度大小均为
C．c、d两点的磁感应强度方向相反
D．若带电荷量为的检验电荷以速率v经过b点，其速度方向为由a指向b，则其受到的洛伦兹力大小为、方向垂直纸面向外
二、多选题
9．（2022·黑龙江·铁人中学高二开学考试）如图所示的圆形区域内有匀强磁场，方向垂直于纸面向里，有一束速率各不相同的质子自A点沿半径方向射入磁场，这些质子在磁场中（　　）
A．运动时间越长，其轨迹对应的弦长越小
B．运动时间越长，其轨迹越长
C．运动时间越短，射出磁场区域时的速度越小
D．运动时间越短，射出磁场区域时速度的偏转角越小
10．（2022·河南·内黄县第四高级中学高二期末）如图所示，在粗糙绝缘的水平面上方有水平向右的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场。带正电的小球从水平面上点以初速度开始向右运动，到达点时速度为零。设带电小球质量为、电量为，电场强度大小为，磁感应强度大小为，小球与水平面间的动摩擦因数为，，重力加速度为。则关于这一过程下列说法正确的是（　　）
A．在点的加速度大小是
B．小球运动的加速度逐渐减小
C．因摩擦产生的热能等于
D．电场力做的功为
11．（2022·山东·莱州市第一中学高二开学考试）如图所示，在水平匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场中，有一竖直足够长固定绝缘杆，小球P套在杆上，已知P的质量为m、电荷量为，电场强度为E，磁感应强度为B，P与杆间的动摩擦因数为，重力加速度为g。小球由静止开始下滑直到稳定的过程中，下列说法中正确的是（　　）
A．小球的加速度一直减小
B．小球的机械能和电势能的总和逐渐减少
C．下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是
D．下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是
三、填空题
12．（2021·江西·南昌十中高二期末）医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度，电磁血流计由一对电极a和b以及磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的。使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两互相垂直，如图。由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差。在达到平衡时，血管内部的电场可看做是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零，血管壁的厚度可忽略，在某次监测中，已知两触点的距离为d，两触点间的电势差为，磁感应强度的大小为，血流速度约为，则电极a、b的电势高低情况为__（选填“”、“”或“），当血流速度约为时（其他不变），则所测电势差为______。
13．（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）
14．（2020·全国·高二课时练习）如图所示，利用电流天平可以测量匀强磁场的磁感应强度，电流天平的右臂挂着矩形线圈，匝数为n，线圈的水平边长为L，bc边处于匀强磁场内，磁感应强度B的方向与线圈平面垂直，当线圈中通过电流I时，调节砝码使两臂达到平衡，然后使电流反向；大小不变，这时需要在左盘中增加质量为m的砝码，才能使两臂达到新的平衡。
（1）用已知量和可测量n、m、L、I计算B的表达式为______；
（2）当，，，时，磁感应强度为______T。（重力加速度g取）
四、解答题
15．（2022·河北·临城中学高二开学考试）如图所示，在xOy平面0≤x≤3a的区域内存在垂直平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在x>3a的区域内存在平行于xOy平面垂直x轴方向的匀强电场（图中未画出），从原点O沿y轴正方向发射的带负电粒子刚好从磁场右边界上的P点离开磁场进入电场，经电场偏转后到达x轴上的Q点，且粒子到达Q点时速度恰好沿x轴正方向。已知粒子的质量为m、电荷量为-q，P点的坐标为（3a，1.5a），不计粒子所受重力，取sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：
（1）粒子经过P点时的速度大小v；
（2）电场强度的大小和方向；
（3）粒子从O点运动到Q点所用的时间。
16．（2022·陕西·大荔县教学研究室高二期末）质谱仪是测定带电粒子质量以及研究同位素的重要工具。如图是质谱仪工作原理的示意图。电荷量为q的带电粒子a、b（在A点初速度为零，不计重力）经电压U加速后，进入磁感应强度为B的强磁场中做匀速圆周运动，最后打在感光板上。若以粒子射入磁场的位置为原点O，沿感光板建立坐标轴。请推导粒子打在感光板上的位置坐标x与粒子质量m的关系式，并比较粒子a、b的质量大小。
17．（2022·全国·高三专题练习）如图所示，在直角坐标系的第Ⅱ象限内有竖直向下的匀强电场。从电场中的A点以初速度水平向右射出一带正电的粒子（不计重力），经一段时间该粒子从y轴上的C点离开电场，离开电场时速度方向与y轴负方向夹角，经第Ⅰ象限运动到x轴上的M点，然后立即飞入第Ⅳ象限内一圆形区域的匀强磁场（图中未画出），经一段时间离开磁场沿直线运动到y轴上的N点，此时速度方向与y轴负方向夹角。已知，，A点到y轴的距离与OM的间距相等。求：
（1）A点的位置坐标；
（2）电场强度与磁感应强度大小之比；
（3）该圆形磁场的最小面积。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
2．C
3．D
4．A
5．B
6．C
7．B
8．D
9．AD
10．BD
11．BCD
12．
13． 1 2
14． 1
15．（1）；（2），沿y轴负方向；（3）
16．；
17．（1） ；（2） ；（3）
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