第1章 磁场 单元检测卷-【金版新学案】2023-2024学年新教材高二物理选择性必修 第二册同步课堂高效讲义教师用书（粤教版）

单元检测卷(一)　磁场 (满分：100分　时间：90分钟) 一、选择题(本大题共10个小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。) 1．地磁场能有效抵御宇宙射线的侵入。赤道剖面外的地磁场可简化为包围地球的一定厚度的匀强磁场，方向垂直该剖面，如图所示。图中给出了速度在图示平面内、分别从O点沿与地面平行和与地面垂直两个不同方向入射的微观带电粒子(不计重力)在地磁场中的三条运动轨迹a、b、c，且它们都恰不能到达地面，则下列相关说法中正确的是(　　 ) A．沿a轨迹运动的粒子带正电 B．若沿a、c两轨迹运动的是相同的粒子，则沿轨迹a运动的粒子的速率更大 C．某种粒子运动轨迹为a，若它速率不变，只改变射入地磁场的方向，则只要其速度在图示平面内，无论沿什么方向入射，都会到达地面 D．某种粒子运动轨迹为b，若它以相同的速率在图示平面内沿其他方向入射，则有可能到达地面 D　[由左手定则可知沿轨迹a、c运动的粒子带负电，沿轨迹b运动的粒子带正电，A错误；带电粒子在磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力有qvB＝m，得r＝，又由题图可知ra<rc，所以沿轨迹a运动的粒子的速率更小，B错误；沿轨迹a运动的粒子平行于地面射入且恰好不能到达地面，轨迹a与地面相切，所以沿轨迹a运动的粒子恰好不能到达地面时在地磁场中的位移为2ra，已达到最大值，故只要该粒子速率不变，不论沿着什么方向入射都不会到达地面， C错误；结合题图由分析可知沿轨迹b运动的粒子在磁场中的位移还未达到2rb时，就已经与地面相切，因此改变入射方向，该粒子有可能到达地面，D正确。故选D。] 2．通电导线在磁场中会受到安培力的作用，这种现象在生活中广泛应用，最常见的就是电动车上的无刷电机。图甲为电动车的一种无刷电机结构图，线圈固定在轴心上，轴心不转动，磁铁固定在轮毂上。图乙为某时刻该无刷电机一处线圈的简化原理图，有两块磁铁处于线圈下方，位置如图乙所示，驱动器根据线圈附近的霍尔元件传感器可以检测磁铁的位置，从而控制线圈中的电流方向。当固定线圈中通有顺时针方向的电流时，线圈下面的磁铁的运动方向是(　　 ) A．向左 B．向右 C．向上 D．向下 A　[固定线圈中通有顺时针方向的电流，磁铁位于线圈下面且可随车轮转动，由左手定则可知线圈左侧受到向右的安培力，线圈右侧也受到向右的安培力，由牛顿第三定律可知，磁铁受到向左的作用力，磁铁向左运动，故选A。] 3．在实验室中有一种污水流量计，其原理可以简化为如图所示的模型：废液内含有大量正、负离子，从直径为d的圆柱形容器右侧流入，左侧流出。流量值Q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B的匀强磁场，下列说法正确的是(　　 ) A．带电粒子所受洛伦兹力的方向水平向左 B．正、负粒子所受洛伦兹力的方向是相同的 C．污水流量计也可以用于测量不带电的液体的流速 D．只需要测量M、N两点间的电压就能够推算废液的流量 D　[根据左手定则，正电荷受到竖直向下的洛伦兹力，负电荷受到竖直向上的洛伦兹力，故AB错误；不带电的液体在磁场中流动时，由于没有自由电荷，不能形成电场，M、N两点没有电势差，因此无法测出流速，故C错误；计算液体的流速，根据qvB＝q，可得流速v＝，流量Q＝Sv＝·＝，故D正确。故选D。] 4．(2022·陕西千阳县中学月考)如图是重离子回旋加速器示意图，所谓重离子，是指重于2号元素氦(He)并被电离的粒子。重离子回旋加速器的核心部分是两个相距很近的金属D形盒，分别和高频交流电源相连接，在两个D形盒的窄缝中产生匀强电场使重离子加速，则下列说法正确的是(　　 ) A．电场和磁场变化周期相同，交替进行使重离子加速 B．呈电中性的粒子也能使用回旋加速器加速 C．不改变其他条件，只减小电场电压则重离子在D形盒中运动时间变长 D．保持D形盒中磁场不变，要加速比荷较大的重离子，所需的交流电源的周期一定较大 C　[洛伦兹力不对粒子做功，只有电场对粒子加速，所以电场变化，磁场不变化，故A错误；呈电中性的粒子不受电场力作用，所以不能加速，故B错误；重离子在电场中加速的最大动能Ekm＝mv＝nqU(n为加速次数)，在磁场中最大半径Rm＝，所以U越小，加速次数就越多，重离子在D形盒中运动时间就越长，故C正确；粒子在磁场中的运动周期为T＝且等于交变电场的周期，所以比荷越大，周期越小，故D错误。故选C。] 5．某研究小组设计了一个利用安培力测量磁感应强度的实验装置，如图甲所示，将矩形线框固定在电子秤的台面上，线框的上部处于垂直于纸面的匀强磁场中(如图乙所示)。当线框中通有顺时针电流I时，电子秤读数为m1；当线框中通有逆时针电流I