2025年高二物理下学期磁场单元测试

2025年高二物理下学期磁场单元测试一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分。在每小题给出的四个选项中，1-8小题只有一个选项正确，9-12小题有多个选项正确。全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分）1．关于磁场和磁感线，下列说法正确的是（）A．磁感线是磁场中实际存在的曲线，其疏密程度表示磁场强弱B．磁感线总是从磁体的N极出发，终止于S极，是不闭合的曲线C．磁场中某点的磁感应强度方向，就是放在该点的小磁针静止时N极所指的方向D．将通电导线放入磁场中，若不受安培力作用，则该处的磁感应强度一定为零2．如图所示，地球可视为一个巨大的磁体，地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近。关于地磁场，下列说法正确的是（）A．地磁场的磁感线在地球表面附近由地理南极指向地理北极B．在赤道平面上，地磁场的方向由南向北且平行于地面C．在北半球，地磁场的竖直分量方向竖直向上D．磁偏角是指地理两极与地磁两极之间的夹角3．某同学用如图所示装置模拟奥斯特实验，当闭合开关后，位于通电直导线下方的小磁针发生偏转。若仅将导线中的电流方向反向，小磁针偏转方向也随之反向。下列关于该实验的说法正确的是（）A．该实验表明电流可以产生磁场B．小磁针偏转角度的大小与导线中电流大小无关C．仅改变导线与小磁针之间的距离，小磁针偏转方向会改变D．若将导线绕成螺线管形状，小磁针偏转角度会减小4．磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，其定义式为B=F/IL。下列关于磁感应强度的说法正确的是（）A．磁感应强度的大小与通电导线所受安培力F成正比B．磁感应强度的方向与通电导线所受安培力方向相同C．若通电导线在磁场中某处不受安培力，则该处的磁感应强度一定为零D．磁感应强度由磁场本身性质决定，与放入磁场中的通电导线无关5．如图所示，在倾角为θ的光滑绝缘斜面上，一个质量为m、带电量为q的小球从静止开始下滑。整个斜面置于方向垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。关于小球在斜面上的运动情况，下列说法正确的是（）A．小球可能做匀加速直线运动B．小球对斜面的压力随速度增大而增大C．当小球速度达到一定值时，可能离开斜面D．小球在运动过程中机械能守恒6．三根平行的通电直导线P、Q、R位于正三角形的三个顶点处，通入大小相等、方向垂直纸面向里的电流。已知通电直导线产生的磁场在距离导线r处的磁感应强度大小为B=kI/r（k为常数，I为电流强度）。则导线R所受磁场力的方向是（）A．垂直R指向三角形中心B．垂直R背离三角形中心C．平行于PQ连线方向D．垂直于PQ连线方向7．如图所示，水平放置的平行金属板间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场。一带正电的粒子以初速度v沿平行于金属板的方向射入两板间，恰好做匀速直线运动。若仅将粒子的初速度增大为2v，粒子将（）A．仍做匀速直线运动B．向上偏转，做类平抛运动C．向下偏转，轨迹为抛物线D．向上偏转，轨迹为圆弧8．磁流体发电机是一种将内能直接转化为电能的装置，其原理如图所示。高温等离子体（含有大量带正电和负电的粒子）以速度v射入磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向外。等离子体通过两平行金属板间的通道时，在洛伦兹力作用下分别向两板聚集，形成电势差。若两板间距离为d，等离子体电荷量为q，下列说法正确的是（）A．上极板带正电，下极板带负电B．两板间电势差的大小与等离子体速度v成正比C．增大两板间距离d，可提高发电机的输出电压D．若仅改变磁场方向，两板所带电荷的电性不会改变9．关于安培力和洛伦兹力，下列说法正确的是（）A．安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现B．安培力和洛伦兹力都可以对物体做功C．洛伦兹力的方向总是垂直于电荷运动方向和磁场方向D．通电导线在磁场中所受安培力的方向可用右手定则判断10．如图所示，一个矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴OO'匀速转动。已知磁场的磁感应强度为B，线圈匝数为n，ab边长为L1，bc边长为L2，转动角速度为ω。则下列说法正确的是（）A．线圈中产生的感应电动势的最大值为nBL1L2ωB．线圈平面与磁场方向平行时，感应电动势最大C．线圈平面与磁场方向垂直时，磁通量最大D．线圈转动一周过程中，感应电流方向改变两次11．如图所示，两个完全相同的弹簧下端悬挂一根水平放置的铜棒，铜棒所在区域存在垂直于纸面向里的匀强磁场。当铜棒中通以自左向右的电流时，弹簧长度伸长。若仅将磁场方向变为垂直纸面向外，铜棒仍然静止，则（）A．弹簧长度将缩短B．铜棒所受安培力方向改变C．弹簧的弹力大小不变D．铜棒对弹簧的拉力增大12．回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是两个D形金属盒，两盒间的狭缝中存在周期性变化的电场，使粒子每次通过狭缝时都能得到加速。两D形盒处于垂直于盒面的匀强磁场中，下列关于回旋加速器的说法正确的是（）A．粒子在磁场中做圆周运动的周期随速度增大而增大B．粒子在磁场中做圆周运动的半径随速度增大而增大C．交变电场的周期应等于粒子在磁场中做圆周运动的周期D．仅增大磁场的磁感应强度，可提高粒子最终获得的动能二、实验题（本题共14分）13．某同学用如图所示的装置探究影响安培力大小的因素。实验中，将一根粗细均匀的铜棒水平悬挂在蹄形磁铁的两极之间，铜棒两端通过导线与电源、滑动变阻器组成闭合回路。（1）实验中通过观察________来比较安培力的大小；为了使实验现象更明显，可采取的措施有________（写出一条即可）。（2）该同学想探究安培力大小与电流大小的关系，他应保持________不变，改变________，观察并记录实验现象。（3）若要验证安培力方向与磁场方向、电流方向的关系，可通过改变________或________来观察铜棒的摆动方向。（4）实验中发现，当铜棒中的电流增大到一定值时，铜棒会跳出蹄形磁铁的磁场范围。为防止这种现象发生，可采取的措施是________。三、计算题（本题共3小题，共46分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）14．（14分）如图所示，在磁感应强度为B=0.5T的匀强磁场中，有一根长L=0.4m的通电直导线，导线中的电流I=2A。求：（1）当导线与磁场方向垂直时，导线所受安培力的大小；（2）若导线与磁场方向成30°角，导线所受安培力的大小；（3）若导线所受安培力大小为0.3N，且导线与磁场方向不垂直，求此时导线与磁场方向的夹角。15．（16分）如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中，一个质量为m=2×10-8kg、带电量为q=+4×10-4C的粒子，以初速度v0=2×104m/s从坐标原点O沿x轴正方向射入磁场。已知磁场的磁感应强度B=0.5T，不计粒子重力。求：（1）粒子在磁场中做圆周运动的半径；（2）粒子在磁场中运动的周期；（3）粒子从射入磁场到第一次经过y轴所用的时间；（4）若仅将磁场的磁感应强度变为原来的2倍，粒子的运动半径和周期如何变化？16．（16分）如图所示，水平放置的平行金属导轨间距L=0.5m，左端接有阻值R=1Ω的电阻。整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B=1T。一根质量m=0.1kg的导体棒ab垂直放在导轨上，与导轨间的动摩擦因数μ=0.2。现用水平向右的拉力F=0.5N拉