【志鸿优化设计】（广东专用）高考物理第一轮复习 第九章磁场单元检测.doc

单元检测九磁场（时间：60分钟满分：100分）一、单项选择题（共4小题，每题4分，共16分）1处于纸面内的一段直导线长l1 m，通有i1 a的恒定电流，方向如图所示。将导线放在匀强磁场中，它受到垂直于纸面向外的大小为f1 n的磁场力作用。据此（）a能确定磁感应强度的大小和方向b能确定磁感应强度的方向，不能确定它的大小c能确定磁感应强度的大小，不能确定它的方向d磁感应强度的大小和方向都不能确定2一带电粒子以垂直于磁场方向的初速度飞入匀强磁场后做圆周运动，磁场方向和运动轨迹如图所示，下列情况可能的是（）粒子带正电，沿逆时针方向运动粒子带正电，沿顺时针方向运动粒子带负电，沿逆时针方向运动粒子带负电，沿顺时针方向运动a b c d3如图甲所示，u形金属导轨与水平面成角放置，电源、电阻、金属杆及导轨组成闭合回路，金属杆与导轨的摩擦不计，整个装置分别处在如图乙所示的a、b、c、d的匀强磁场中，其中可能使细杆保持静止的是（）图甲图乙4如图所示，在一矩形区域内不加磁场时，不计重力的带电粒子以某一初速度垂直左边界射入，穿过此区域的时间为t。若该矩形区域内加上磁感应强度为b、垂直纸面向外的匀强磁场，带电粒子仍以原来的初速度入射，粒子飞出磁场时偏离原方向60。利用以上数据可求出（）a带电粒子的质量b带电粒子在磁场中运动的周期c带电粒子的初速度d带电粒子在磁场中运动的半径二、双项选择题（共5小题，每题6分，共30分）5如图所示，在竖直平面内放一个光滑绝缘的半圆形轨道，水平方向的匀强磁场与半圆形轨道所在的平面垂直。一个带负电荷的小滑块由静止开始从半圆轨道的最高点m滑下到最右端，则下列说法中正确的是（）a滑块经过最低点时的速度比磁场不存在时大b滑块从m点到最低点的加速度比磁场不存在时小c滑块经过最低点时对轨道的压力比磁场不存在时大d滑块从m点到最低点所用时间与磁场不存在时相等6一带正电的粒子以速度v0垂直飞入如图所示的电场和磁场共有的区域，b、e及v0三者方向如图所示，已知粒子在运动过程中所受的重力恰与电场力平衡，则带电粒子在运动过程中（）a机械能守恒 b动量守恒c动能始终不变 d电势能与机械能总和守恒7如图所示，匀强电场水平向右，虚线右边空间存在着方向水平、垂直纸面向里的匀强磁场，虚线左边有一固定的光滑水平杆，杆右端恰好与虚线重合。有一电荷量为q、质量为m的小球套在杆上并从杆左端由静止释放，带电小球离开杆的右端进入正交电、磁场后，在开始一小段时间内，小球（）a可能做匀速直线运动 b一定做变加速曲线运动c重力势能一定减小 d电势能一定减小8如图所示，在一匀强磁场中有三个带电粒子，其中1和2为质子（h）的径迹，3为粒子（he）的径迹。它们在同一平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，三者轨迹半径r1r2r3并相切于p点。设t、v、a、t分别表示它们做圆周运动的周期、线速度、向心加速度以及各自从经过p点算起到第一次通过图中虚线mn所经历的时间，则下列结论正确的是（）at1t2t3 bv1v2v3ca1a2a3 dt1t2t39如图所示，在半径为r的圆形区域内，有匀强磁场，磁感应强度为b，方向垂直于圆平面（未画出）。一群比荷为的负离子体以相同速率v0（较大）由p点在纸平面内向不同方向射入磁场中发生偏转后，全部能飞出磁场，则下列说法正确的是（不计重力）（）a离子飞出磁场时的动能一定相等b离子在磁场中运动半径一定相等c由q点飞出的离子在磁场中运动的时间最长d沿pq方向射入的离子飞出时偏转角最大三、计算题（共3小题，每题18分，共54分）10如图所示，一个带电的小球从p点自由下落，p点距场区边界mn高为h，边界mn下方有方向竖直向下、电场强度为e的匀强电场，同时还有垂直于纸面的匀强磁场（图中未画出），小球从边界上的a点进入电场与磁场的复合场后，恰能做匀速圆周运动，并从边界上的b点穿出，已知abl，求：（1）小球的带电性质及其电荷量与质量的比值；（2）该匀强磁场的磁感应强度b的大小和方向；（3）小球从p经a至b时，共需时间为多少。11如图所示，在空间有一直角坐标系xoy，直线op与x轴正方向的夹角为30，第一象限内有两个方向都垂直纸面向外的匀强磁场区域和，直线op是它们的理想边界，op上方区域中磁场的磁感应强度为b。一质量为m、电荷量为q的质子（不计重力，不计质子对磁场的影响）以速度v从o点沿与op成30角的方向垂直磁场进入区域，质子先后通过磁场区域和后，恰好垂直打在x轴上的q点（图中未画出）。试求：（1）区域中磁场的磁感应强度大小；（2）q点到o点的距离。12如图所示，一个内壁光滑绝缘的环形细圆筒轨道竖直放置，环的半径为r，圆心o与a端在同一竖直线上，在oa连线的右侧有一竖直向上的场强e的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场。现有一个质量为m、电荷量为q的小球（可视为质点）从圆筒的c端由静止释放，进入oa连线右边的区域后从该区域的边界水平射出，然后，刚好从c端射入圆筒，圆筒的内径很小，可以忽略不计。（1）小球第一次运动到a端时，对轨道的压力为多大？（2）匀强磁场的磁感应强度为多大？参考答案1d2b3b解析：由左手定则，选项a中的金属杆不受安培力，不可能静止，选项a错误；选项b中的金属杆受安培力竖直向上，金属杆可能静止，选项b正确；选项c中的金属杆受安培力垂直于斜面，金属杆在重力分力的作用下，沿斜面下滑，选项c错误；选项d中的金属杆受安培力水平向左，选项d错误。4b解析：由带电粒子在磁场中运动的偏转角可知，带电粒子运动轨迹所对的圆心角为60，由几何关系得磁场宽度lrsin 60sin 60，又由未加磁场时有lvt，所以可求得比荷，选项a错误；周期t可求出，选项b正确；因初速度未知，所以选项c、d错误。5cd6cd7bd解析：小球加速后以一定速度进入右侧电场、磁场和重力场的复合场区域，受到竖直向下的重力、竖直向上的洛伦兹力和水平向右的电场力，由于洛伦兹力与重力的大小关系不确定，所以小球可能向上偏也可能向下偏，电场力和重力做功，速率发生变化，洛伦兹力发生变化，所以小球的合力是变力，小球做变加速曲线运动，重力势能可能增加也可能减小，选项a、c错误，选项b正确；在离开杆的一小段时间内，小球不会返回，所以电场力做正功，电势能减小，选项d正确。8cd解析：各粒子做圆周运动的周期 t，根据粒子的比荷大小可知：t1t2t3，选项a错误；由于r1r2r3，结合r及粒子的比荷关系可知：v1v2v3，选项b错误；粒子运动的向心加速度a，结合粒子的比荷关系及v1v2v3可得：a1a2a3，选项c正确；由题图可知，粒子运动到mn时所对应的圆心角的大小关系为123，而t1t2，因此t1t2，由t2t3，且23，可知t2t3，选项d正确。9bc解析：射入磁场的粒子比荷相等，但质量不一定相等，故射入时初动能可能不等，又因为磁场对电荷的洛伦兹力不做功，故这些粒子从射入到射出动能不变，但不同粒子的动能可能不等，a错误。粒子在磁场中偏转的半径为r，由于比荷和速度都相等，磁感应强度b为定值，粒子都能飞出磁场，故所有粒子的偏转半径都相等且大于磁场圆半径r，b正确。同时各粒子在磁场中做圆周运动的周期t也相等，根据几何规律：圆内，较长的弦对应较大的圆心角，所以从q点射出的粒子偏转角最大，在磁场内运动的时间最长，c对。沿pq方向射入的粒子不可能从q点射出，故偏转角不是最大，d错。10答案：（1）负电荷（2）（3）解析：（1）重力和电场力平衡，电场力方向向上，电场方向向下，则为负电荷由mgqe得比荷。（2）粒子由a到b运动半周，由其受力方向及左手定则可知磁场方向为垂直纸面向外由qvbmmghmv2l2r联立可得b。（3）小球运动的时间t。11答案：（1）2b（2）解析：（1）设质子在匀强磁场区域和中做匀速圆周运动的轨道半径分别为r1和r2，区域中磁感应强度为b。由牛顿第二定律得qvbmqvbm粒子在两区域中运动的轨迹如图所示，由几何关系可知，质子从a点出匀强磁场区域时的速度方向与op的夹角为30，故质子在匀强磁场区域中运动轨迹对应的圆心角为60，则o1oa为等边三角形oar1r2oasin 30r1解得b2b。（2）q点到o点的距离为xoacos 30r2。12答案：（1）4mg（2）解析：（1）由机械能守恒定律得：mgr（1sin 30）m