【全程复习方略】（安徽专用）高中物理 第九章 磁场单元评估检测 新人教版.doc

第九章 磁场 单元评估检测 (60分钟 100分)一、选择题(本大题共12小题,每小题6分,共72分。每小题只有一个答案正确)1.(2013宣城模拟)关于磁场和磁感线的描述,正确的说法是()a.磁感线从磁体的n极出发,终止于s极b.磁场的方向就是通电导体在磁场中某点受磁场作用力的方向c.沿磁感线方向,磁场逐渐减弱d.在磁场强的地方同一通电导体受的安培力可能比在磁场弱的地方受的安培力小2.(2013泰州模拟)关于电场力与洛伦兹力,以下说法正确的是()a.电荷只要处在电场中,就会受到电场力,而电荷静止在磁场中,也可能受到洛伦兹力b.电场力对在电场中的电荷一定会做功,而洛伦兹力对在磁场中的电荷却不会做功c.电场力与洛伦兹力一样,受力方向都在电场线和磁感线上d.只有运动的电荷在磁场中才可能会受到洛伦兹力的作用3.(2013柳州模拟)如果你看过中央电视台体育频道的围棋讲座就会发现,棋子在竖直放置的棋盘上可以移动,但不会掉下来。原来,棋盘和棋子都是用磁性材料制成的。棋子不会掉落是因为()a.质量小,重力可以忽略不计b.受到棋盘对它向上的摩擦力c.棋盘对它的吸引力与重力平衡d.它一方面受到棋盘的吸引,另一方面还受到空气的浮力4.(2013泰州模拟)如图所示,两根无限长的平行导线a和b水平放置,两导线中通以方向相反、大小不等的恒定电流,且iaib。当加一个垂直于a、b所在平面的匀强磁场b时,导线a恰好不再受安培力的作用。则与加磁场b以前相比较()a.b也恰好不再受安培力的作用b.b受的安培力小于原来安培力的2倍,方向竖直向上c.b受的安培力等于原来安培力的2倍,方向竖直向下d.b受的安培力小于原来安培力的大小,方向竖直向下5.(2013淮南模拟)如图所示,一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子,不计重力,在a点以某一初速度水平向左射入磁场区域,沿曲线abcd运动,ab、bc、cd都是半径为r的圆弧,粒子在每段圆弧上运动的时间都为t。规定垂直于纸面向外的磁感应强度为正,则磁场区域、三部分的磁感应强度b随x变化的关系可能是图中的()6.(2013六安模拟)回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个d形金属盒,两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两d形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图所示,要增大带电粒子射出时的动能,则下列说法正确的是()a.增大电场的加速电压b.增大d形金属盒的半径c.减小狭缝间的距离d.减小磁场的磁感应强度7.(2013阜阳模拟)如图所示,甲带正电,乙是不带电的绝缘物块,甲、乙叠放在一起,置于粗糙的水平地板上,地板上方空间有垂直纸面向里的匀强磁场,现用一水平恒力f拉乙物块,使甲、乙无相对滑动一起向左加速运动,在加速运动阶段()a.甲、乙两物块间的摩擦力不断增大b.甲、乙两物块间的摩擦力不断减小c.甲、乙两物块间的摩擦力保持不变d.乙物块与地面之间的摩擦力不断减小8.(2013滁州模拟)用绝缘细线悬挂一个质量为m、带电荷量为+q的小球,让它处于如图所示的磁感应强度为b的匀强磁场中。由于磁场的运动,小球静止在图示位置,这时悬线与竖直方向的夹角为,并被拉紧,则磁场的运动速度大小和方向可能是()a.v=mgbq,水平向右b.v=mgbq,水平向左c.v=mgtanbq,竖直向上d.v=mgtanbq,竖直向下9.(2013厦门模拟)如图所示,在x轴上方存在垂直纸面向里的磁感应强度为b的匀强磁场,x轴下方存在垂直纸面向外的磁感应强度为b2的匀强磁场。一带负电的粒子从原点o以与x轴成30角斜向上射入磁场,且在上方运动半径为r。则()a.粒子经偏转一定能回到原点ob.粒子在x轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为21c.粒子完成一次周期性运动的时间为2m3qbd.粒子第二次射入x轴上方磁场时,沿x轴前进3r10.(2013青岛模拟)如图所示,在竖直向下的匀强磁场中,有两根竖直放置的平行导轨ab、cd。导轨上放有质量为m的金属棒mn,棒与导轨间的动摩擦因数为。现从t=0时刻起,给棒通以图示方向的电流,且电流强度与时间成正比,即i=kt,其中k为恒量。若金属棒与导轨始终垂直,则在下列图所示的表示棒所受的摩擦力随时间变化的四幅图中,正确的是()11.如图所示,表面粗糙的足够长斜面固定于地面上,并处于方向垂直纸面向外、磁感应强度为b的匀强磁场中。质量为m、带电量为+q的小滑块从斜面顶端由静止下滑,在滑块下滑的过程中,下列判断正确的是()a.滑块受到的摩擦力不变b.滑块到达地面时的动能与b的大小无关c.滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向上d.b很大时,滑块可能静止于斜面上12.(2013厦门模拟)如图,竖直放置的平行板电容器,a板接电源正极,b板接电源负极,在电容器中加一与电场方向垂直、水平向里的匀强磁场。一批带正电的微粒从a板中点小孔c射入,射入的速度大小、方向各不相同,考虑微粒所受重力,微粒在平行板a、b间运动过程中()a.所有微粒的动能都将增加b.所有微粒的机械能都将不变c.有的微粒可以做匀速圆周运动d.有的微粒可能做匀速直线运动二、计算题(本大题共2小题,共28分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)13.(2013泰州模拟)(10分)如图所示,在倾角为37的光滑斜面上有一根长为0.4m,质量为610-2kg的通电直导线,电流强度i=1a,方向垂直于纸面向外,导线用平行于斜面的轻绳拴住不动,整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4t,方向竖直向上的磁场中。设t=0时,b=0,则需要多长时间,斜面对导线的支持力为零?(g取10m/s2)14.(2011安徽高考)(18分)如图所示,在以坐标原点o为圆心、半径为r的半圆形区域内,有相互垂直的匀强电场和匀强磁场,磁感应强度为b,磁场方向垂直于xoy平面向里。一带正电的粒子(不计重力)从o点沿y轴正方向以某一速度射入,带电粒子恰好做匀速直线运动,经t0时间从p点射出。(1)求电场强度的大小和方向。(2)若仅撤去磁场,带电粒子仍从o点以相同的速度射入,经t02时间恰从半圆形区域的边界射出。求粒子运动加速度的大小。(3)若仅撤去电场,带电粒子仍从o点射入,且速度为原来的4倍,求粒子在磁场中运动的时间。答案解析1.【解析】选d。磁感线是一些闭合的曲线,没有出发点和终止点,a选项错;磁场的方向与通电导体在磁场中某点受磁场力的方向垂直,b选项错;磁感线的疏密可定性表示磁场强弱,不是沿磁感线方向磁场减弱,c选项错;通电导体在磁场中受的安培力f=bilsin,安培力不但与b、i、l有关,还和通电导体与磁感线的夹角有关,故d正确。2.【解析】选d。静止在磁场中的电荷不可能受到洛伦兹力,a错;尽管电场力对电荷可以做功,但如果电荷在电场中不动或沿等势面移动,电场力做功为零,b错;洛伦兹力的方向与磁感线垂直,与运动方向垂直,c错;只有d是正确的。3.【解析】选b。对棋子受力分析如图所示,磁性棋子受到棋盘的吸引力而对棋盘产生压力,棋盘对棋子有向外的弹力。重力使得棋子有向下滑动的趋势,因此棋子受到棋盘对它向上的静摩擦力,此力和重力平衡,使得棋子不会掉落。a错b正确。棋盘对棋子的吸引力与棋盘对棋子向外的弹力是一对平衡力,c错。由于空气浮力远小于重力,故可以忽略不计。虽受到棋盘的吸引,但关键是棋子受到了向上的静摩擦力,d错。4.【解析】选d。当a不受安培力时,ib产生的磁场与所加磁场在a处叠加后的磁感应强度为零,此时判断所加磁场垂直纸面向外,因iaib,所以在b处叠加后的磁场垂直纸面向里,b受安培力向下,且比原来小,故选项d正确。5.【解析】选c。由左手定则可判断出磁感应强度b在磁场区域、内磁场方向分别为向外、向里和向外,在三个区域中均运动14圆周,故t=t4,由于t=2mbq,求得b=m2qt,只有选项c正确。6.【解析】选b。根据bvq=mv2r,可得12mv2=b2q2r22m,可见,粒子被加速获得的最大速度受到d形盒最大半径和磁感应强度的制约,即可通过增大d形金属盒的半径和增大磁场的磁感应强度来增大带电粒子射出时的动能。7.【解析】选b。甲、乙无相对滑动一起向左加速运动,并且甲带正电,由左手定则可判断出甲所受洛伦兹力竖直向下,在加速运动阶段,乙对地面的压力逐渐增大,乙与地面的摩擦力不断增大,选项d错误;整体的加速度a逐渐减小,隔离甲,由牛顿第二定律,ff=ma,甲、乙两物块间的摩擦力ff不断减小,选项b正确,a、c错误。8.【解析】选c。当磁场水平向右运动时,相当于小球水平向左运动,由左手定则可知,小球受的洛伦兹力竖直向下,小球不可能静止,故a错误;当磁场水平向左运动时,相当于小球受洛伦兹力竖直向上,当小球静止时有qvb=mg,故v=mgbq,此时线中无张力,即线未被拉紧,故b错误;同理分析c选项中小球所受洛伦兹力水平向右,由共点力平衡可得v=mgtanbq,故c正确,因此d错误。【变式备选】一圆柱形磁铁竖直放置,如图所示,在它的右侧上方有一带正电小球,现使小球获得一水平速度,小球若能在水平面内做匀速圆周运动,则下列说法正确的是()a.俯视观察,小球的运动方向可以是顺时针,也可以是逆时针b.俯视观察,小球的运动方向只能是顺时针c.俯视观察,小球的运动方向只能是逆时针d.不可能实现小球在平面内做匀速圆周运动【解析】选b。小球所受的洛伦兹力与重力的合力提供向心力,洛伦兹力的方向斜向内上,由左手定则可判断小球的运动方向为顺时针,b正确。9.【解析】选d。由r=mvqb可知,粒子在x轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为12,所以b错误;粒子完成一次周期性运动的时间t=16t1+16t2=m3qb+2m3qb=mqb,所以c错误;粒子第二次射入x轴上方磁场时沿x轴前进l=r+2r=3r,则粒子经偏转不能回到原点o,所以a错误,d正确。10.【解题指南】解答本题应把握以下三点:(1)金属棒先加速下滑、后减速下滑、最后静止不动。(2)棒先受滑动摩擦力、最后受静摩擦力作用。(3)根据摩擦力与棒重力的大小关系来判断。【解析】选c。当金属棒所受摩擦力ff=bil=blktmg时,棒沿导轨向下减速;在棒停止运动之前,所受摩擦力为滑动摩擦力,大小为ff=blkt;在棒停止运动之后,所受摩擦力为静摩擦力,大小为ff=mg,故c正确。11.【解析】选c。滑块受重力、支持力、垂直于斜面向上的洛伦兹力和沿斜面向上的摩擦力四个力的作用。初始时刻洛伦兹力为0,滑块在重力和摩擦力的作用下沿斜面向下运动,随着速度v的增大,洛伦兹力qvb增大,滑块受到的弹力减小,引起摩擦力减小,当qvb=mgcos时,滑块开始离开斜面。综上所述,选项c正确。12.【解析】选d。重力和电场力的合力方向与速度方向的夹角可能大于90,故合力可能做负功,a错误。由于电场力做功,故机械能要发生变化,b错误。重力和电场力方向互相垂直,其作用效果不可能抵消,c错误。微粒所受重力、电场力、洛伦兹力的合力可能为零,故d正确。【总结提升】复合场中粒子重力是否考虑的三种情况(1)对于微观粒子,如电子、质子、离子等,因为其重力一般情况下与电场力或磁场力相比太小,可以忽略;而对于一些实际物体,如带电小球、液滴、金属块等一般应当考虑其重力。(2)在题目中有明确说明是否要考虑重力的,这种情况按题目要求处理即可。(3)不能直接判断是否要考虑重力的,在进行受力分析与运动分析时,要结合运动状态,确定是否要考虑重力。13.【解析】斜面对导线的支持力为零时导线的受力如图所示。由平衡条件得ftcos37=f (2分)ftsin37=mg (2分)由解得:f=mgtan37 (1分)代入数值得:f=0.8n (1分)由f=bil得:b=fil=0.810.4t=2t。 (2分)b与t的变化关系为b=0.4t。 (1分)所以t=5s。 (1分)答案：5s14.【解题指南】解答本题应注意以下三点:(1)粒子在复合场中做匀速直线运动时受力平衡。(2)在电场中粒子做类平抛运动,应用运动的合成与分解分析。(3)在磁场中粒子做匀速圆周运动,画轨迹、求半径、找角度。【解析】(1)设带电粒子质量为m,电荷量为q,初速度为v,电场强度为e,可判断出粒子受到的洛伦兹力方向沿x轴负方向,由于粒子的重力不计且粒子受力平衡,故粒子受到的电场力和洛伦兹力大小相等,方向相反,即电场强度沿x轴正方向,且qe=qvb (2分)r=vt0 (2分)解得e=brt0 (1分)(2)仅有电场时,带电粒子在匀强电场中做类平抛运动,在y轴方向做匀速直线运动,位移为y=vt02 (1分)由式得y=r2,设在水平方向位移为x,因射出位置在半圆形区域边界上,于是x=3r