第一章 磁场 单元滚动训练卷-2021-2022学年高二物理选择性必修第二册 （word版含答案）

第一章 磁场 单元滚动训练卷
一、单选题
1．（2022·全国·高三专题练习）如图所示，在直角三角形 abc 区域（含边界）内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，∠a＝60°，∠b＝90°，边长ab＝L，一个粒子源在b点将质量为 m、电荷量为q的带负电粒子以大小和方向不同的速度射入磁场，在磁场中运动时间最长的粒子中，速度的最大值是（不计粒子重力及粒子间的相互作用）（　　）
A． B．
C． D．
2．（2022·广东·广州六中高二期末）太阳风（含有大量高能质子与电子）射向地球时，地磁场改变了这些带电粒子的运动方向，从而使很多粒子到达不了地面。另一小部分粒子则可能会在两极汇聚从而形成炫丽的极光。赤道上空P处的磁感应强度为B=3.5×10 5T，方向由南指向北，假设太阳风中的一质子以速度v=2×105m/s竖直向下运动穿过P处的地磁场，如图所示。已知质子电荷量为q=1.6×10-19C，此时该质子受到的洛伦兹力（　　）
A．方向向北 B．方向向南 C．方向向东 D．大小为11.2N
3．（2022·江苏省江阴高级中学高二阶段练习）已知通电长直导线周围激发磁场的磁感应强度大小与导线中的电流大小成正比。有四条垂直于纸面的长直固定导线，电流方向如图所示，其中、、三条导线到导线的距离相等，三条导线与的连线互成角，四条导线中的电流大小都为，其中导线对导线的安培力大小为。现突然把、导线的电流方向同时改为垂直于纸面向外，电流大小同时变为原来的2倍，则此时导线所受安培力的合力（　　）
A．大小为，方向为 B．大小为，方向为
C．大小为，方向为 D．大小为，方向为
4．（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
5．（2022·山东·邹城市第二中学高二阶段练习）如图所示，无重力空间中有一恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于xOy平面向外，大小为B，沿x轴放置一个垂直于xOy平面的较大的荧光屏，P点位于荧光屏上，在y轴上的A点放置一放射源，可以不断地沿平面内的不同方向以大小不等的速度放射出质量为m、电荷量为+q的同种粒子，这些粒子打到荧光屏上能在屏上形成一条亮线，P点处在亮线上，已知OA=OP=l，对于能打到P点的粒子，以下说法中错误的是（　　）
A．这些粒子速度的最小值为
B．这些粒子在磁场中运动的最长时间为
C．这些粒子做圆周运动各圆心的连线是一条直线
D．这些粒子做圆周运动的周期和速度大小无关
6．（2022·浙江省浦江中学高二阶段练习）如图所示装置，天平可以用来测定磁感应强度B的大小和方向，天平的右臂下面挂有一个共N匝的矩形线圈，线圈宽为l。线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面，线圈中通有如图所示方向的电流I时，在天平左、右两边加上质量分别为m1、m2的砝码，天平平衡；当只改变电流的方向时，需要在天平左边再加上质量为m的砝码后，天平才重新达到平衡。那么（　　）
A．B的方向垂直纸面向外，大小为
B．B的方向垂直纸面向里，大小为
C．B的方向垂直纸面向外，大小为
D．B的方向垂直纸面向里，大小为
二、多选题
7．（2022·全国·高二专题练习）关于磁铁、电流间的相互作用，下列说法正确的是（　　）
A．甲图中，电流不产生磁场，电流对小磁针力的作用是通过小磁针的磁场发生的
B．丙图中电流间的相互作用是通过电流的磁场发生的
C．乙图中，磁体对通电导线的力是通过磁体的磁场发生的
D．丙图中电流间的相互作用是通过电荷的电场发生的
8．（2022·河南焦作·高二期末）如图所示，正方形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，质量为m、电荷量为q的带电粒子从边的中点E垂直边向右射入磁场。若粒子射入磁场时的速度大小为，粒子从B点离开磁场，在磁场运动的时间为；若粒子射入磁场时的速度大小为，粒子从C点离开磁场，在在磁场运动的时间为，，，则（　　）
A． B． C． D．
9．（2021·陕西·千阳县中学高三阶段练习）如图所示，电阻忽略不计的两平行粗糙金属导轨水平固定在匀强磁场中，磁感应强度B=5T，方向垂直于ab，与导轨平面的夹角α=53°，导轨宽度为L=0.5m，一端与电源连接。一质量m=1kg的金属棒ab垂直于两平行导轨放置并与导轨接触良好，连入导轨间的电阻R=2.5Ω，ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.5（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），拉力FT为水平向右，ab处于静止状态。已知E=6V，r=0.5Ω，取g=10m/s2，sin37°=0.6，则（　　）
A．通过ab的电流大小为2A，方向由a到b
B．ab受到的安培力大小为3N，方向水平向左
C．ab受到的最大静摩擦力为4.5N，方向水平向左
D．FT的取值范围为
10．（2022·河南·新蔡县第一高级中学高二开学考试）如图所示，在真空环境中有一足够长的绝缘、粗糙、水平传送带，其上放置带正电的甲物体，且甲物体的电荷量始终保持不变，整个传送带所在区域存在垂直于纸面向里的匀强磁场。假如由静止开始让传送带作匀加速运动，发现刚开始甲物体与传送带保持相对静止，则下列说法正确的是（　　）
A．甲物体开始阶段所受摩擦力均匀增大
B．经过一段时间后甲物体的加速度会逐渐减小
C．甲物体有可能离开传送带作曲线运动
D．甲物体最终会沿传送带作匀速直线运动
11．（2021·江西宜春·高二期末）如图所示，光滑绝缘的水平面正上方有垂直纸面向里，大小为匀强磁场。现将一质量为，带电量为的带电小球（可看成点电荷）静止放于水平面上，并对点电荷施加一水平向右的恒力。（重力加速度为），则下列说法正确的是（　　）
A．点电荷离开水平面前做变加速运动
B．当点电荷速度达到时点电荷将要离开水平面
C．点电荷离开水平面前在水平面上运动的时间为
D．点电荷离开水平面前在水平面上所发生的位移为
三、填空题
12．（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___________。
13．（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______。
14．（2021·山东·寿光现代中学高二开学考试）汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，电子射线管的阴极A能够发射电子，电子束在A、B两极之间电场力的作用下从阴极飞向阳极。
(1)图甲中，把电子射线管放在蹄形磁铁的两极之间，可以观察到电子束偏转的方向是______（填“向上”或“向下”）；
(2)图乙中，电子射线管位于通电导线ab正下方，该装置可以演示电子在磁场中的偏转，若实验发现电子束的径迹向下偏转，那么导线中电流的方向是______（填“从a到b”或“从b到a”）。
四、解答题
15．（2022·河北省唐县第一中学高三开学考试）如图所示，半径为L的金属圆环内部等分为两部分，两部分各有垂直于圆环平面、方向相反的匀强磁场，磁感应强度大小均为，与圆环接触良好的导体棒绕圆环中心O匀速转动．圆环中心和圆周用导线分别与两个半径为R的D形金属盒相连，D形盒处于真空环境且内部存在着磁感应强度为B的匀强磁场，其方向垂直于纸面向里．时刻导体棒从如图所示位置开始运动，在导体棒开始转动的半周内有一束相同粒子从D形盒内中心附近A处均匀飘人（可忽略粒子的初速度）宽度为d的狭缝，粒子质量为m，电荷量为，粒子每次通过狭缝都能得到加速，最后恰好从D形盒边缘出口射出．不计粒子重力及粒子间的相互作用，导体棒始终以最小角速度（未知）匀速转动：
（1）若忽略粒子在狭缝中运动的时间，求的大小和导体棒绕圆环中心O匀速转动的电动势U；
（2）考虑实际情况，粒子在狭缝中运动的时间不能忽略，求粒子从飘入狭缝到从出口射出，粒子在狭缝中加速的总时间。
16．（2022·四川泸州·高二期末）如图所示，空间中有两个匀强磁场区域I、II被虚线隔开，区域I内的磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外，区域II内的磁感应强度大小为2B、方向垂直纸面向外。质量为m、电量为q（q>0）的带正电粒子，以初速度v从A点沿与虚线成夹角方向进入磁场区域I。粒子重力忽略不计，磁场区域足够大，将粒子从A点出发计为第一次经过虚线，求：
（1）粒子从A点出发到第2次经过虚线时离出射点A的距离L1；
（2）粒子从A点出发到第3次经过虚线的时间；
（3）粒子第8次经过虚线的位置离出射点A的距离L2。
17．（2022·山东·青岛西海岸新区第一高级中学高二期末）如图，在xoy平面第二象限内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B0；在第一象限的边长为L的正方形OMPQ内的某个区域有垂直于纸面的匀强磁场；在第四象限内有水平向左的匀强电场，场强为E，所有电磁场边界均为理想边界。在原点O处有一个粒子发射源，可以从O点沿x轴负向发射出很多速度不同的带正电粒子，粒子质量为m、电量为q，粒子重力不计。经过正方形OMPQ区域的带电粒子都恰能由Q点垂直于x轴进入电场中。求：
（1）第一象限内匀强磁场磁感应强度的大小；
（2）经M点的粒子再次到达y轴时的动能；
（3）OMPQ区域内所加磁场的最小面积；
（4）从OM中点射入第一象限的粒子从发射到离开电场所用的时间。
试卷第1页，共3页
试卷第2页，共2页
参考答案：
1．D
2．C
3．A
4．B
5．A
6．C
7．BC
8．AC
9．AD
10．BD
11．BC
12．3：2：1
13．
14． 向下 从到
15．（1）；；（2）
16．（1）；（2）；（3）
17．（1）；（2）；（3）；（4）
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