第一章 磁场力与现代科技 单元测试卷（Word版含答案）

第1章 磁场力与现代科技 单元测试卷
一、单选题
1．（2022·福建三明·高三期末）如图。在xOy区域存在方向垂直于xOy平面向外的匀强磁场。一个氕核和一个氦核同时从y轴上O点以相同的动能射出，速度方向沿x轴正方向。不计重力及两粒子间的相互作用，以下对氕核和氦核的运动轨迹图判断正确的是（　　）
A．B．C．D．
2．（2022·浙江绍兴·高二期末）某实验室中有一种污水流量计，其原理可以简化为如下图所示模型：废液内含有大量正、负离子，从直径为的圆柱形容器右侧流入，左侧流出。流量值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的匀强磁场，下列说法正确的是：（ ）
A．负离子所受洛伦兹力方向由指向
B．点的电势高于点的电势
C．相同流速时，废液内正、负离子浓度越大，、间的电势差越大
D．若测得两点电压，则废液的流量为
3．（2022·安徽蚌埠·高三期末）如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直纸面向里，图中虚线为磁场的边界，其中bc是半径为R的四分之一圆弧，ab、cd的延长线通过圆弧的圆心，ab长为R。一束质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子，在纸面内以不同的速率从a点垂直ab射入磁场，已知所有粒子均从圆弧边界射出，不计粒子间的相互作用和重力。则粒子在磁场中运动的最短时间为（　　）
A． B．
C． D．
4．（2022·浙江·高考真题）利用如图所示装置探究匀强磁场中影响通电导线受力的因素，导线垂直匀强磁场方向放置。先保持导线通电部分的长度L不变，改变电流I的大小，然后保持电流I不变，改变导线通电部分的长度L，得到导线受到的力F分别与I和L的关系图象，则正确的是（ ）
A． B．
C． D．
5．（2021·河南·洛阳市第一高级中学高二阶段练习）如图所示，下端封闭、上端开口、内壁光滑的细玻璃管竖直放置，管底有一带电的小球。整个装置以水平向右的速度匀速运动，垂直于磁场方向进入方向水平的匀强磁场，由于外力作用，玻璃管在磁场中的速度保持不变，最终小球从上端开口飞出，小球的电荷量始终保持不变，则从玻璃管进入磁场到小球运动到上端开口的过程中（　　）
A．洛伦兹力对小球做正功 B．洛伦兹力对小球做负功
C．小球运动轨迹是抛物线 D．小球运动轨迹是直线
6．（2022·安徽亳州·高二期末）如图所示，折成“”形的金属杆ACD固定在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，杆所在平面与磁场平行，A、D连线与磁感线平行，CD与磁感线垂直，AC长为a，CD长为b，现给该段金属杆A、D两端通入大小为I的恒定电流，则该金属杆受到的安培力大小为（　　）
A．BIa B．BIb C．BI(a+b) D．0
二、多选题
7．（2021·重庆一中高二期末）如图所示，是放在竖直平面内的半圆弧的水平直径，O为圆心。将一带负电的小球，以初速度v沿直径水平抛出，小球在甲图中只受重力作用，在乙图中除受重力外还受竖直向上、范围足够大的匀强电场的电场力，在丙图中除受重力外还受垂直纸面向里、范围足够大的匀强磁场的磁场力，在丁图中除受重力外还受垂直纸面向外、范围足够大的匀强磁场的磁场力。上述四种情况中，小球可能垂直落在圆弧弧面上的是（　　）
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
8．（2022·湖南师大附中高二期末）如图所示，直角三角形ABC中存在一匀强磁场，比荷相同的两个带电粒子依次沿AB方向射入磁场，分别从AC边上的P、Q两点射出，不计粒子重力，则（　　）
A．从P射出的粒子速度大 B．从Q射出的粒子速度大
C．两粒子在磁场中运动的时间一样长 D．从P射出的粒子，在磁场中运动的时间长
9．（2022·安徽亳州·高二期末）如图所示，空间存在正交的匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上，磁场沿水平方向垂直纸面向里，电场强度大小为E，磁感应强度大小为B。一个带电粒子以大小为v0的速度从M点沿垂直电场、磁场的方向向右射入场内，粒子恰好能做匀速圆周运动，重力加速度为g，则（　　）
A．带电粒子带负电
B．带电粒子的比荷为
C．粒子做圆周运动的半径为
D．若使电场强度减小v0B，粒子从M点向右以v0射出做直线运动
10．（2022·山东省沂南第一中学高二开学考试）如图所示，在真空中xOy坐标平面内的第一象限区域，存在垂直平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。现有一质量为m、电荷量大小为q的带电粒子，从y轴上的M点沿着与y轴正方向成角度射入磁场。点M的坐标为（0，a），不计粒子重力，则下列说法中正确的是（　　）
A．若粒子带正电，则在磁场中运动的时间为
B．若粒子带负电，粒子有可能通过坐标原点
C．若粒子垂直x轴射出磁场，则粒子在磁场中的运动时间为
D．若粒子垂直x轴射出磁场，则出射点与O点的距离为
11．（2022·贵州·三穗县民族高级中学高二期末）如图所示，在正方形区域ABCD内分布着方向垂直于纸面向里的匀强磁场，第一次粒子从A点以速度沿AB方向垂直射入磁场，经时间从D点射出磁场，第二次相同粒子以速度沿与AB成30°角的方向垂直射入磁场，经时间也从D点射出磁场，不计粒子重力，则（　　）
A． B． C． D．
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．（2020·山西·应县一中高二开学考试）电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图所示，利用这种装置可以把质量为2.0g的弹体（包括金属杆EF的质量）加速到6km/s。若这种装置的轨道宽2m，长为100m，通过的电流为10A，则轨道间所加匀强磁场的磁感应强度为_____T，磁场力的最大功率P=_____W（轨道摩擦不计）。
14．（2021·上海·高二期末）如图为放置在水平桌面上，测 U 型磁铁两磁极间磁感应强度的实验装置。现将质量为 M、宽度为 d 的 U 型磁铁开口向上放置在电子天平上；匝数为 n、宽度为 d 的矩形线框用导线静止悬挂在绝缘支架上。当通以大小为 I，方向如图所示的电流时，稳定后读得天平的示数为 m，则线框所受安培力方向为______，U 型磁铁两极间的磁感应强度 B=_______只考虑线框下边沿的水平边在磁场中所受的安培力）。
四、解答题
15．（2022·江西抚州·高二期末）如图所示，磁感应强度大小为、方向垂直于纸面向里、宽度为的有界匀强磁场，磁场边界、足够长且相互平行。在上放置一个放射源，是放射源的窗口，长度为。放射源窗口的每点都不断地沿纸面内各个方向向磁场内射出质量为、电荷量为的带正电荷的粒子，已知粒子射出的初速度大小为，不计粒子重力及粒子间的相互作用。求：
（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期；
（2）粒子从磁场上边界上射出的范围的长度。
16．（2022·江西·南昌十中高二期末）如图甲所示，M、N为竖直放置彼此平行的两块平板，板间距离为d，两板中央各有一个小孔O、正对，在两板间有垂直于纸面方向的磁场，磁感应强度随时间的变化如图乙所示，设垂直纸面向里为磁场的正方向。有一群正离子在时垂直于M板从小孔O射入磁场。已知正离子质量为、电荷量为q，正离子在磁场中做匀速圆周运动的周期与磁感应强度变化的周期都为，忽略粒子间的相互作用力和离子的重力。
（1）求磁感应强度的大小；
（2）若正离子在时刻恰好从孔垂直于N板射出磁场，求该离子在磁场中的运动半径；
（3）要使正离子从孔垂直于N板射出磁场，求正离子射入磁场时速度的大小。
17．（2022·山西晋中·高二期末）如图所示，平行金属导轨间距d=0.2 m，导轨所在平面与水平面夹角θ=30°，导轨上端接入的电源电动势E=6 V，内阻r=0.5Ω，定值电阻R=5.0Ω。磁感应强度的大小B=0.5 T的匀强磁场方向垂直于导轨平面向上。质量m=0.2 kg的导体棒ab垂直导轨放置，导体棒保持静止状态，其连入电路的电阻R0=2.0Ω。重力加速度g取10 m/s2。求：
（1）导体棒所受安培力的大小和方向；
（2）导体棒所受摩擦力的大小和方向。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
2．D
3．A
4．B
5．C
6．D
7．CD
8．BC
9．BD
10．AD
11．AC
12．
13． 18 2.16×106
14． 竖直向上
15．（1）；（2）
16．（1）；（2）；（3）
17．（1）0.08 N，方向沿导轨平面向上；（2）0. 92 N，方向沿导轨平面向上
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