北京市2025-2026学年高二物理寒假作业系列（单元测试卷）（三）磁场

北京市2025-2026学年高二物理寒假作业系列（单元测试卷）（三）磁场 一、选择题 1.下列关于磁场的相关描述及判定，正确的是（　　） A. 图甲中表示条形磁铁的磁感线从N极出发，到S极终止，磁感线不闭合 B. 图乙中导线通电后，其正下方小磁针的N极向纸面内转动 C. 图丙中地磁场的垂直于地面磁感应强度分量在南半球竖直向下，北半球竖直向上 D. 图丁中通有方向相同电流的两导线之间存在引力，两引力是一对平衡力 2.如图所示，空间中存在两根无限长直导线L1与L2，通有大小相等，方向相反的电流。导线周围存在M、O、N三点，M与O关于L1对称，O与N关于L2对称且OM=ON，初始时，M处的磁感应强度大小为B1，O点磁感应强度大小为B2，现保持L1中电流不变，仅将L2撤去，求N点的磁感应强度大小（　　） A. B. C. D. 3.将小磁针放在竖直直导线的左方，若导线中通以如图所示的电流，此小磁针（　　） A. N极向里转动 B. N极向外转动 C. N极向上转动 D. N极向下转动 4.如图所示，完全相同的甲、乙两个环形电流同轴平行放置，甲的圆心为，乙的圆心为，在两环圆心的连线上有、、三点，其中，此时点的磁感应强度大小为，点的磁感应强度大小为。当把环形电流甲撤去后，点的磁感应强度大小为（　　） A. B. C. D. 5.如图，电源、导线、水平导轨和金属杆ab组成一闭合回路，回路中的电流为I，回路处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨所在平面夹角为θ斜向下并垂直于金属杆ab，金属杆ab连入电路中的长度为L，金属杆ab静止于水平导轨上。则金属杆ab受到的安培力大小为（　　） A. ILB B. ILBsinθ C. ILBcosθ D. ILBtanθ 6.如图所示，一质量为m、长为L的导体棒水平放置在倾角为的光滑斜面上，整个装置处于垂直于斜面向上的匀强磁场中。当导体棒中通有垂直纸面向里的恒定电流I时，磁场的方向由垂直于斜面向上沿逆时针转至水平向左的过程中，导体棒始终静止，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　） A. 导体棒受到的安培力一直减小 B. 导体棒受到斜面的弹力先增大后减小 C. 磁感应强度的最小值为 D. 磁感应强度的最大值为 7.如图所示，带正电小球在垂直纸面向外的匀强磁场中沿竖直光滑绝缘的圆弧形轨道的内侧来回往复运动，它向左或向右运动通过最低点时（　　） A. 速度相同 B. 所受洛伦兹力大小不相同 C. 加速度相同 D. 轨道给它的弹力向右运动时比向左运动时小 8.高纬度地区的高空，大气稀薄，常出现美丽的彩色“极光”。极光是由太阳发射的高速带电粒子受地磁场的影响，进入两极附近时，撞击并激发高空中的空气分子和原子引起的。假如我们在北极地区仰视，发现正上方如图所示的弧状极光，则关于这一现象中高速粒子的说法正确的是（　　） A. 高速粒子带负电 B. 粒子轨迹半径逐渐增大 C. 仰视时，粒子沿逆时针方向运动 D. 仰视时，粒子沿顺时针方向运动 9.如图所示为洛伦兹力演示仪的结构图。励磁线圈产生的匀强磁场方向垂直纸面向外，电子束由电子枪产生，其速度方向与磁场方向垂直。电子速度的大小和磁场强弱可分别由通过电子枪的加速电压和励磁线圈的电流来调节（电流越大，磁场越强）。下列说法中正确的是（　　） A. 仅增大励磁线圈中电流，电子束径迹的半径变大 B. 仅提高电子枪加速电压，电子束径迹的半径变大 C. 仅增大励磁线圈中电流，电子做圆周运动的周期将变大 D. 仅提高电子枪加速电压，电子做圆周运动的周期将变大 10.如图所示，直线PQ上方存在垂直纸面向里的匀强磁场，a、b两个电子在纸面内先后由O点垂直PQ射入磁场，并分别从M、N两点射出磁场。不计电子重力及电子间互相作用力。下列说法对的是（ ） A. 电子a速度比电子b速度大 B. 电子b速度比电子a速度大 C. 在磁场中电子a运动的时间比电子b运动的时间长 D. 在磁场中电子b运动的时间比电子a运动的时间长 二、计算题 11.如图所示，两光滑平行金属导轨间的距离m，金属导轨所在的平面与水平面夹角，在导轨所在平面内，分布着方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。现把一个质量kg的导体棒ab垂直放在金属导轨上，当接通电源后，导轨中通过的电流恒为A时，导体棒恰好静止，g取m/s2。已知，，求： （1）磁场的磁感应强度为多大？ （2）若突然只将磁场方向变为竖直向上，其他条件不变，则磁场方向改变后的瞬间，导体棒的加速度为多少？ 12.带电粒子的质量m＝1.7×10－27 kg，电荷量q＝1.6×10－19 C，以速度v＝3.2×106 m/s沿垂直于磁场同时又垂直于磁场边界的方向进入匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B＝0.17 T，磁场的宽度L＝10 cm，如图所示。求：（g取10 m/s2，计算结果均保留两位有效数字） （1）带电粒子离开磁场时的速度大小； （2）带电粒子在磁场中运动的时间； （3）带电粒子在离开磁场时偏离入射方向的距离d为多大？ 13、某一具有速度选择器的质谱仪的部分结构如图所示，速度选择器A的磁感应强度大小为B1，方向垂直于纸面向里。两板间电压为U，距离为d。带正电的粒子以某一速度恰好能通过速度选择器，之后进入偏转分离器B1。偏转分离器磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小为B2。粒子质量为m、电荷量为e，不计粒子重力。 （1）分析说明速度选择器中电场的方向； （2）求粒子进入速度选择器时的速度大小v； （3）求粒子在偏转分离器中运动的时间t。 14.加速器在核物理和粒子物理研究中发挥着巨大的作用，回旋加速器是其中的一种。如图是某回旋加速器的结构示意图，D1和D2是两个中空的、半径为R的半圆型金属盒，两盒之间窄缝的宽度为d，它们之间有一定的电势差U。两个金属盒处于与盒面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。D1盒的中央A处的粒子源可以产生质量为m、电荷量为+q的粒子，粒子每次经过窄缝都会被电场加速，之后进入磁场做匀速圆周运动，经过若干次加速后，粒子从金属盒D1边缘离开，忽略粒子的初速度、粒子的重力、粒子间的相互作用及相对论效应。 （1）求粒子离开加速器时获得的最大动能Ekm； （2）在分析带电粒子的运动轨迹时，用Δd表示任意两条相邻轨迹间距，甲同学认为Δd不变，乙同学认为Δd逐渐变大，丙同学认为Δd逐渐减小，请通过计算分析哪位同学的判断是合理的； （3）若该回旋加速器金属盒的半径R=1m，窄缝的宽度d=0.1cm，求粒子从A点开始运动到离开加速器的过程中，其在磁场中运动时间与在电场中运动时间之比。（结果保留两位有效数字） 15.如图1所示，厚度为h，宽度为d的导体板放在匀强磁场中，磁场方向垂直于板的两个侧面向里，当电流通过导体板时，在导体板的上侧面A和下侧面之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。霍尔效应可解释如下：外部磁场的洛伦兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧，在导体板的另一侧会出现多余的正电荷，从而形成横向电场，横向电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的电场力，当电场力与洛伦兹力达到平衡时，导体板上下两侧之间就会形成稳定的电势差。 （1）达到稳定时，导体板上下侧面的电势哪个高？ （2）若测得上侧面A和下侧面之间的电压为U1，磁感应强度为B1，求此时电子做匀速直线运动的速度为多少？ （3）由于电流和电压很容易测量，因此霍尔效应经常被用于检测磁感应强度的大小。若已知该导体内部单位体积内自由电子数为n，电子电量为e，测得通过电流为I时，导体板上下侧面的电压为U，求此时磁感应强度B的大小。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B B B C A C C D B B 11.（1）T；（2） m/s2，沿斜面向下 12.（1）3.2×106m/s；（2）3.3×10－8s；（3）2.7×10－2m 13.（1）电场方向垂直于速度选择器极板向左 （2）.U/dB1 （3）. 14.（1）；（2）略；（3） 15.（1）下侧面A；（2）；（3） 学科网（北京）股份有限公司 $