第1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·安徽省六安中学高二期末）如图所示，在平面直角坐标系xOy中，a、b为两根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于等边三角形的两个顶点上，a、b导线中通有大小相同的电流，方向如图所示。电子从c点沿垂直纸面的方向向外运动，则该电子所受洛伦兹力的方向是（　　）
A．x轴的正方向
B．x轴的负方向
C．y轴的正方向
D．y轴的负方向
2．（2022·安徽合肥·一模）如图所示，正六边形线框abcdef由六根导体棒连接而成，固定于匀强磁场中的线框平面与磁场方向垂直，线框顶点a、b与电源两端相连，其中ab棒的电阻为5R，其余各棒的电阻均为R，电源内阻及导线电阻忽略不计。S闭合后，线框受到的安培力大小为F。若仅将ab棒移走，则余下线框受到的安培力大小为（　　）
A． B． C． D．
3．（2022·福建省福州第一中学高二期末）一对平行金属板中存在匀强电场和匀强磁场，其中电场的方向与金属板垂直，磁场的方向与金属板平行且垂直纸面向里，如图所示。一氕核（）以速度v0自O点沿中轴线射入，恰沿中轴线做匀速直线运动。下列粒子分别自O点沿中轴线射入，能够做匀速直线运动的是（　　）
A．以速度2v0射入的氘核（） B．以速度9v0射入的核氚（）
C．以速度v0射入的核氚（） D．以速度v0射入的电子（）
4．（2021·重庆市求精中学校高二阶段练习）如图所示，圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，两个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b，以不同的速率沿着AO方向对准圆心O射入磁场，其运动轨迹如图。若带电粒子只受洛伦兹力的作用，则下列说法正确的是（　　）
A．b粒子匀速圆周运动的周期更大 B．b粒子速率较大
C．b粒子在磁场中运动时间较长 D．a、b粒子在磁场中运动时间一样长
5．（2022·长水教育控股集团（云南）衡水实验中学管理有限公司高二期末）质量和电荷量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示，若带电粒子M的半径是N的1.5倍，则下列表述中正确的是（　　）
A．M的运行时间是N的运行时间的1.5倍
B．M的速率的速率是N的1.5倍
C．洛伦兹力对M做正功，对N做负功
D．M带正电，N带负电
6．（2022·云南·高二期末）一匀强磁场的磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向里，其边界如图中虚线所示。为半径为的半圆，、与直径共线，、间的距离等于半圆的半径。一束质量为、电荷量均为的粒子，在纸面内从点垂直于以不同速度射入磁场，不计粒子所受重力及粒子间的相互作用。则在磁场中运动时间最短的粒子速度大小为（　　）
A． B． C． D．
7．（2022·北京·高二期末）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．（2021·江西·模拟预测）如图所示，空间中存在水平方向的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向左，磁场方向垂直纸面向里。一带电小球恰能以速度v0做直线运动，其轨迹如图虚线所示，虚线与水平方向成30°角，小球最终穿过一轴线沿小球运动方向且固定摆放的光滑绝缘管道（管道内径略大于小球直径）。下列说法正确的是（ ）
A．小球一定带负电
B．磁场和电场的大小关系为
C．小球可能是从管道的乙端运动到甲端
D．若小球刚进入管道时撤去磁场，小球将在管道中做匀速直线运动
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．（2022·江苏海门·高二期末）如图所示，长度为L内壁光滑的轻玻璃管平放在水平面上，管底有一质量为m电荷量为q的正电小球。整个装置以速度v0进入磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向竖直向下，在外力的作用下向右匀速运动，最终小球从上端口飞出。从玻璃管进入磁场至小球飞出上端口的过程中（　　）
A．小球运动轨迹是一段圆弧 B．小球沿管方向的加速度大小
C．洛仑兹力对小球做功 D．管壁的弹力对小球做功
11．（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
12．（2022·内蒙古·鄂尔多斯衡水实验中学高二阶段练习）空间有一圆柱形匀强磁场区域，该区域的横截面的半径为，磁场方向垂直于横截面。一质量为、电荷量为的粒子以速率沿横截面的某直径射入磁场，离开磁场时速度方向偏离入射方向，不计重力，该磁场的磁感应强度大小为（　　）
A． B． C． D．
二、填空题
13．（2021·天津市红桥区教师发展中心高二期末）两条导线互相垂直，但相隔一小段距离，其中AB固定，CD可自由活动，当通以如图所示电流后，CD导线将______（填“顺时针”或“逆时针”）方向转动，同时______（填“靠近”或“远离”）AB。
14．（2021·黑龙江·林甸县第一中学高二期末）（1）洛伦兹力是磁场对_________（填“运动”或“静止”）电荷的作用；如图所示是一带正电的粒子在磁场中竖直向下运动，粒子所受洛伦兹力的方向__________。
（2）质谱仪是分离同位素的重要仪器，其原理如图所示，带等量异种电荷的两平行金属板、之间的电压为U，一个带负电的粒子（不计重力）从板中由静止释放，之后从O点进入另一磁感应强度为B的匀强磁场中，在洛伦兹力的作用下，粒子做匀速圆周运动，经过半个圆周后打在挡板上的A点。已知粒子的质量为m，电荷量为q，两点间的距离为______________。
15．（2022·福建省福州第一中学高二期末）如图所示，真空中，在两个同心圆所夹的环状区域存在（含边界）垂直于纸面向里磁感应强度为B的匀强磁场，两圆的半径分别为R和3R，圆心为O。质量为m、电荷量为q（q＞0）的带电粒子从大圆边缘的P点沿半径PO方向以不同的速度垂直射入磁场，粒子重力不计；
（1）若粒子在磁场中运动轨迹所对的圆心角为120°，则粒子在磁场中运动的时间t1=_______；
（2）若粒子能进入小圆内部区域，粒子在磁场中运动的速度v2 >________
16．（2022·陕西·宝鸡市金台区教育体育局教研室高二期末）如图所示，两电子（不计重力）沿MN方向从M点射入两平行平面间的匀强磁场中，它们射出磁场的速率分别为v1、v2，通过匀强磁场所用时间分别为t1、t2。则v1：v2=_______,t1：t2=_______。
17．（2022·全国·高三课时练习）某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验。两根金属导轨ab和a1b1固定在同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁（未画出）的S极位于两导轨的正上方，N极位于两导轨的正下方，一金属棒置于导轨上且与两导轨垂直。
（1）在图中画出连线，完成实验电路；要求滑动变阻器以限流方式接入电路，且在开关闭合后，金属棒沿箭头所示的方向运动。______
（2）为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，有人提出以下建议:
A．适当减小两导轨间的距离
B．换一根更长的金属棒
C．适当增大金属棒中的电流
其中正确的是____（填入正确选项前的字母）。
（3）根据磁场会对电流产生作用力的原理,人们发明了____（填入正确选项前的字母）。
A．回旋加速器 B．电磁炮 C．质谱仪
三、解答题
18．（2022·河南·开封市祥符区第四高级中学高三阶段练习）如图所示，平面直角坐标系xOy的第I象限中存在沿y轴负方向的匀强电场，第IV象限以ON为直径的半圆形区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁场区域半径为R.一质量为 m、电荷量为q（>0）的带正电粒子，从y轴正半轴上（0，R）的M点，以速度v0沿x轴正方向射入电场，经x轴上x=R处的P点进入磁场，最后从磁场边界最低点以垂直于y轴的方向射出磁场.不计粒子重力，求:
（1）电场强度的大小E；
（2）磁感应强度的大小B。
19．（2022·福建宁德·一模）如图所示，空间分布着水平向右的匀强电场，质量为m、电荷量为q的带正电的小球用绝缘细线悬挂在O点。小球静止时，细线与竖直方向的夹角。已知重力加速度大小为g。
（1）求电场强度的大小E；
（2）若把小球拉至最低点A，并给它一水平初速度，为使小球可做完整的圆周运动，求细线长度的范围；
（3）若小球在电场中静止时，再加一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。剪断细线，求小球运动过程中的最大速率。
20．（2022·全国·高三课时练习）法国拥有目前世界上最先进的高危病毒实验室——让·梅里厄P4实验室，该P4实验室中进行的实验全程都在高度无接触物理防护性条件下操作，一方面防止实验人员和其他物品携带上病毒，同时也防止病毒释放到环境中。为了无损测量生物实验废弃液体的流量，常用到一种电磁流量计，如图甲所示。其原理可以简化为如图乙所示模型:液体内含有大量正、负离子，从容器右侧流入，左侧流出，空间存在垂直纸面向里的匀强磁场，流量Q在数值上等于单位时间内通过容器横截面的液体的体积。
（1）该电磁流量计能用于测量不带电液体的流速吗 （2）液体中离子受到的洛伦兹力方向如何
（3）当废液稳定流动后，你能计算出M、N两端的电压U吗 废液的流量Q是多少 （用图乙中的字母表示）
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参考答案：
1．B
2．A
3．D
4．B
5．B
6．D
7．C
8．D
9．D
10．D
11．C
12．A
13． 逆时针 靠近
14． 运动 水平向右
15．
16． 1:2 3:2
17． C B
18．（1）；（2）
19．（1）；（2）；（3）
20．（1）不能；（2）正离子受到的洛伦兹力向下，负离子受到的洛伦兹力向上；（3）Bvd，
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