高中物理选修3-1《磁场》单元测试题（含答案）

高中物理选修3-1《磁场》单元测试题 高二物理阶段性复习质量检测一

本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分。考试时间90分钟。

注意事项：

1．答卷前将学校、姓名、准考号填写清楚。

2．选择题的每小题选出答案后，用铅笔把机读卡上对应题目的答案标号涂黑。其它小题用钢笔或圆珠笔将答案写在答题卡上。

第一卷（选择题，共48分）

一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分) 1．关于磁感应强度B，下列说法中正确的是( )

A．磁场中某点B的大小，跟放在该点的试探电流元的情况有关 B．磁场中某点B的方向，跟该点处试探电流元所受磁场力的方向一致 C．在磁场中某点试探电流元不受磁场力作用时，该点B值大小为零 D．在磁场中磁感线越密集的地方，B值越大

2．关于带电粒子在电场或磁场中运动的表述，以下正确的是( ) A．带电粒子在电场中某点受到的电场力方向与该点的电场强度方向相同 B．正电荷只在电场力作用下，一定从高电势处向低电势处运动

C．带电粒子在磁场中运动时受到的洛伦兹力方向与粒子的速度方向垂直 D．带电粒子在磁场中某点受到的洛伦兹力方向与该点的磁场方向相同 3．在雷雨天气时，空中有许多阴雨云都带有大量电荷，在一楼顶有一避雷针，其周围摆放一圈小磁针，当避雷针正上方的一块阴雨云对避雷针放电时，发现避雷针周围的小磁针的S极呈顺时针排列(俯视)，则该块阴雨云可能带( ) A．正电荷

B．负电荷

D．无法判断

C．正、负电荷共存

4．取两个完全相同的长导线，用其中一根绕成如图1(a)所示的螺线管，当该螺线管中通以电流强度为I的电流时，测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B，若将另一根长导线对折后绕成如图(b)所示的螺旋管，并通以电流强度也为I的

电流时，则在螺线管内中部的磁感应强度大小为( ) A．0 B．0.5B C．B D．2B

5．如图所示，直导线通入垂直纸面向里的电流，在下列匀强磁场中，能静止在光滑斜面上的是( )

6.如图2所示，空间存在水平向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，磁场内有一绝缘的足够长的直杆，它与水平面的倾角为θ，一带电荷量为－q、质量为

m的带负电小球套在直杆上，从A点由静止沿杆下滑，小球与杆之间的动摩擦因数μ

7.如图3所示，带电粒子以初速度v0从a点进入匀强磁场，运动过程中经过b点，Oa＝Ob.若撤去磁场加一个与y轴平行的匀强电场，带电粒子仍以速度v0从

a点进入电场，仍能通过b点，则电场强度E和磁感应强度B的比值为( )

1v0

A．v0 B. C．2v0 D.

v02

二、不定项选择题(本题共5小题，每小题4分，共20分，在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)

8．我国第21次南极科考队在南极观看到了美丽的极光．极光是由来自太阳的高能带电粒子流高速冲进高空稀薄大气层时，被地球磁场俘获，从而改变原有运动方向，向两极做螺旋运动(如图4所示)，这些高能粒子在运动过程中与大气分子或原子剧烈碰撞或摩擦从而激发大气分子或原子，使其发出有一定特征的各种颜色的光．地磁场的存在，使多数宇宙粒子不能到达地面而向人烟稀少的两极偏移，为地球生命的诞生和维持提供了天然的屏障．科学家发现并证实，向两极做螺旋运动的这些高能粒子的旋转半径是不断减小的，这主要与下列哪些因素有关( )

A．洛伦兹力对粒子做负功，使其动能减小 B．空气阻力做负功，使其动能减小 C．靠近南北两极，磁感应强度增强 D．以上说法都不对

9．如图5所示是医用回旋加速器示意图，其核心部分是两个D形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连．现分别加速氘核(21H)和氦核(42He)．下列说法中正确的是( ) A．它们的最大速度相同 B．它们的最大动能相同

C．它们在D形盒中运动的周期相同

D．仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能 10．如图6所示，带电平行板间匀强电场方向竖直向下，匀强磁场方向水平向里，一带电小球从光滑绝缘轨道上的a点自由滑下，经过轨道端点P进入板间恰好沿水平方向做直线运动．现使球从

轨道上较低的b点开始滑下，经P点进入板间，在之后运动的一小段时间内

( )

A．小球的重力势能可能会减小 B．小球的机械能可能不变 C．小球的电势能一定会减少 D．小球动能可能减小 11.为了测量某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图7所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口，在垂直于上、下底面方向加磁感应强度为B的匀强磁场，在前、后两个内侧固定有金属板作为电极，污水充满管口从左向右流经该装置时，

电压表将显示两个电极间的电压U.若用Q表示污水流量(单位时间内排出的污水体积)，下列说法中正确的是( )

A．若污水中正离子较多，则前表面比后表面电势高

B．前表面的电势一定低于后表面的电势，与哪种离子多少无关 C．污水中离子浓度越高，电压表的示数将越大 D．污水流量Q与U成正比，与a、b无关

12.如图8所示为圆柱形区域的横截面，在该区域加沿圆柱轴线方向的匀强磁场．带电粒子(不计重力)第一次以速度v1沿截面直径入射，粒子飞出磁场区域时，速度方向偏转60°角；该带电粒子第二次以速度v2从同一点沿同一方向入射，粒子飞出磁场区域时，速度方向偏转90°角．则带电粒子第一次和第二次在磁场中运动的( )

A．半径之比为3∶1 C．时间之比为2∶3

B．速度之比为1∶3 D．时间之比为3∶2

第Ⅱ卷(非选择题，共52分)

三、计算题(本题共4小题，共52分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤)

13．(10分)如图所示，在倾角为37°的光滑斜面上水平放置一条长为0.2 m的直导线PQ，两端以很软的导线通入5 A的电流．当有一个竖直向上的B＝0.6 T的匀强磁场时，PQ恰好平衡，则导线PQ的重力为多少？(sin 37°＝0.6)

14．(12分)电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术来实现的．电子束经过电场加速后，以速度v进入一圆形匀强磁场区，如图所示．磁场方向垂直于圆面．磁场区的中心为O，半径为r.当不加磁场时，电子束将通过O点打到屏幕的中心M点．为了让电子束射到屏幕边缘P，需要加磁场，使电子束偏转一已知角度θ，此时磁场的磁感应强度B应为多少？(已知电子质量为m，电荷量为

e)

三、计算题(本题共3小题，共40分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤)

14.(7分)如图所示，两平行光滑导轨相距为20 cm，金属棒MN的质量为10 g，电阻R＝8 Ω，匀强磁场的磁感应强度B＝0.8 T，方向竖直向下，电源电动势E＝10 V，内阻r＝1 Ω，当电键K闭合时，MN恰好平衡，求变阻器R1的取值为多少？设θ＝45°.

15．(10分)一个负离子，质量为m，电荷量大小为q，以速率v垂直于屏S经小孔O射入存在着匀强磁场的真空室中，如图所示，磁感应强度B的方向与离子的运动方向垂直，并垂直纸面向里．

(1)求离子进入磁场后到达屏S上时的位置与O点的距离；

(2)如果离子进入磁场后经时间t到达P点，证明直线OP与离子入射方向之间的夹角θ跟t的关系是θ＝

qBt. 2m16.(10分)如图所示边长为L的正方形内有磁感应强度为B的匀强磁场，在A、B、C、D、E五点处都开有小孔，不同速度的电子从A孔入射后，在

B、C、D都有电子射出．图中α＝30°，则求： (1)出射电子的速率之比为vBvCvD；

tCtD；

(2)电子在磁场中运动的时间之比tB(3)E点有电子射出吗？

17．(13分)如下图所示，一个质量为m，电量为＋q的带电粒子从A孔以初速度v0垂直于AD进入磁感应强度为B的匀强磁场中，并恰好从C孔垂直于OC射入匀强电场中，电场方向跟OC平行，OC⊥AD，最后打在D点，且OD＝2OC.若已知m，q，v0，B，不计重力，试求：

(1)粒子运动到D点所需时间； (2)粒子抵达D点时的动能．

高中物理选修

3-1《磁场》单元测试题

高二物理阶段性复习质量检测三

本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分。考试时间90分钟。

注意事项：

1．答卷前将学校、姓名、准考号填写清楚。

2．选择题的每小题选出答案后，用铅笔把机读卡上对应题目的答案标号涂黑。其它小题用钢笔或圆珠笔将答案写在答题卡上。

第一卷（选择题，共50分）

一、选择题(本题共10个小题，每小题5分，共50分) 1．关于磁场的下列说法正确的是( ) A．磁场和电场一样，是同一种物质

B．磁场最基本的性质是对处于磁场里的磁体或电流有磁场力的作用 C．磁体与通电导体之间的相互作用不遵循牛顿第三定律 D．电流与电流之间的相互作用是通过磁场进行的 2．关于磁感应强度，下列说法正确的是( )

A．一小段通电导体放在磁场A处，受到的磁场力比B处的大，说明A处的磁感应强度比B处的磁感应强度大

F

B．由B＝可知，某处的磁感应强度大小与放入该处的通电导线所受磁场力F

IL成正比，与导线的IL成反比

C．一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零 D．小磁针N极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向

3．如图所示，一带负电的金属环绕轴OO′以角速度ω匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是( ) A．N极竖直向上 B．N极竖直向下 C．N极沿轴线向左 D．N极沿轴线向右 4．下列说法中正确的是( )

A．磁场中某一点的磁感应强度可以这样测定：把一小段通电导线放在该点时受到的磁场力F与该导线的长度L、通过的电流I乘积的比值．即B＝

F IL

B．通电导线放在磁场中的某点，该点就有磁感应强度，如果将通电导线拿走，该点的磁感应强度就为零 C．磁感应强度B＝

F

只是定义式，它的大小取决于场源以及磁场中的位置，与F、IL

I、L以及通电导线在磁场中的方向无关 D．通电导线所受磁场力的方向就是磁场的方向

5．下面所述的几种相互作用中，通过磁场发生的有( )

A．两个静止电荷之间的相互作用 B．两根通电导线之间的相互作用 C．两个运动电荷之间的相互作用 D．磁体与运动电荷之间的相互作用 6．两长直通电导线互相平行，电流方向相同，其截面处于一个等边三角形的A、B处，如图2所示，两通电导线在C处的磁感应强度均为B，则C处总磁感应强度为( ) A．2B B．B月 C．0 D.3B

7．如图所示，在真空中，水平导线中有恒定电流I通过，导线的正下方有一质子初速度方向与电流方向相同，则质子可能的运动情况是( )

A．沿路径a运动 B．沿路径b运动 C．沿路径c运动 D．沿路径d运动

8. 如图所示，M、N为一对水平放置的平行金属板，一带电粒子以平行于金属板方向的速度v穿过平行金属板．若在两板间存在互相垂直的匀强电场和匀强磁场，可使带电粒子的运动不发生偏转．若不计粒子所受的重力，则以下叙述正确的是

( )

A．若改变带电粒子的电性，即使它以同样速度v射入该区域，其运动方向也一定会发生偏转

B．带电粒子无论带上何种电荷，只要以同样的速度v入射，都不会发生偏转 C．若带电粒子的入射速度v′>v，它将做匀变速曲线运动 D．若带电粒子的入射速度v′

9．如图所示，环型对撞机是研究高能粒子的重要装置．正、负离子由静止经过电压为U的直线加速器加速后，沿圆环切线方向注入对撞机的真空环状空腔内，空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B.两种带电粒子将被局限在环状空腔内，沿相反方向做半径相等的匀速圆周运动，从而在碰撞区迎面相撞．为维持带电粒子在环状空腔中的匀速圆周

运动，下列说法正确的是( )

q

A．对于给定的加速电压，带电粒子的比荷越大，磁感应强度B越大

mq

B．对于给定的加速电压，带电粒子的比荷越大，磁感应强度B越小

mC．对于给定的带电粒子，加速电压U越大，粒子运动的周期越大 D．对于给定的带电粒子，不管加速电压U多大，粒子运动的周期都不变 10．如图所示，在平面直角坐标系中有一个垂直纸面向里的圆形匀强磁场，其边界过原点O和y轴上的点a(0，L)．一质量为m、电荷量为e的电子从a点以初速度v0平行于x轴正方向射入磁场，并从x轴上的b点射出磁场．此时速度方向与x轴正方向的夹角为60°.下列说法中正确的是( )

πL

A．电子在磁场中运动的时间为

v02πL

B．电子在磁场中运动的时间为

3v0

C．磁场区域的圆心坐标为(

3LL，) 22

D．电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为(0，－2L)

（第二卷，非选择题共50分）

二、填空题(本题共2个小题，满分12分)

11．(6分) 如图所示，阴极射线管(A为其阴极)放在蹄形磁铁的N、S两极间，射线管的A、B两极分别接在直流高压电源的________极和______极．此时，荧光屏上的电子束运动轨迹________偏转(选填“向上”“向下”或“不”)．

12．(6分)地球是个大磁体，在赤道上，地磁场可以看成是沿南北方向的匀强磁场．如果赤道某处的磁感应强度大小为0.5×10－4 T，在赤道上有一根东西方向的直导线，长为20 m，载有从东往西的电流30 A．则地磁场对这根导线的作用力大小为________，方向为________．

三、计算题(本题共4小题，共38分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤)

13．(9分)在磁场中放入一通电导线，导线与磁场垂直，导线长为1 cm，电流为0.5 A，所受的磁场力为5×10－4 N．求： (1)该位置的磁感应强度多大？

(2)若将该电流撤去，该位置的磁感应强度又是多大？

(3)若将通电导线跟磁场平行放置，该导体所受到的磁场力多大？

14．(9分) 如图所示，导体杆ab的质量为m，电阻为R，放置在与水平面夹角为θ的倾斜金属导轨上，导轨间距为d，电阻不计，系统处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，电源内阻不计，问：若导轨光滑，电源电动势E为多大时才能使导体杆静止在导轨上？

15．(10分)如图所示，abcd是一个边长为L的正方形，它是磁感应强度为B的匀强磁场横截面的边界线．一带电粒子从ad边的中点O与ad边成θ＝30°角且垂直于磁场方向射入．若该带电粒子所带电荷量为q、质量为m(重力不计)，则该带电粒子在磁场中飞行时间最长是多少？若要带电粒子飞行时间最长，带电粒子的速度必须符合什么条件？

16．(10分) 如图所示，一质量为m、电荷量为q带正电荷的小球静止在倾角为30°足够长的绝缘光滑斜面顶端时，对斜面的压力恰为零，若迅速把电场方向改为竖直向下，则小球能在斜面上滑行多远？

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