2013届高三物理一轮复习阶段测试(磁场).doc

2013届高三物理一轮复习阶段测试磁场一、单项选择题1关于磁感应强度，下列说法正确的是（ ） A一小段通电导线放在B为零的位置，那么它受到的磁场力也一定为零 B通电导线所受磁场力为零，该处的磁感应强度也一定为零 C放置在磁场中1m长的通电导线，通过1A的电流，受到的磁场力为1N，则该处的磁感应强度为1T D磁场中某处的B方向跟电流在该处受到的磁场力F方向相同2如图所示，正交的电磁场区域中，有两个质量相同、带同种电荷的带电粒子，电量分别为qa、qb.它们沿水平方向以相同的速率相对着匀速直线穿过电磁场区，则（ ）A它们带负电，且qaqb B它们带负电，且qaqb C它们带正电，且qaqb D它们带正电，且qaqb 3如图所示，有一三角形线圈ABC，通以逆时针方向的电流，现有一水平匀强磁场沿BC方向向右则线圈运动情况是（ ）A以底边BC为轴转动，A向纸面外B以中心G为轴，在纸面逆时针转动C以中线AM为轴，逆时针转动(俯视)D受合力为零，故不转动4如图所示，圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子以速度v从A点沿直径AOB方向射入磁场，经过t时间从C点射出磁场，OC与OB成600角。现将带电粒子的速度变为v/3，仍从A点射入磁场，不计重力，则粒子在磁场中的运动时间变为（ ）A B C D二、多项选择题5通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，电流方向如图所示，ab边与MN平行，关于MN的磁场对线框的作用，下列叙述正确的是（ ）A线框有两条边所受的安培力方向相同B线框有两条边所受的安培力大小不同C线框所受安培力的合力方向向左D线框所受安培力的合力方向向右6如图所示，磁感应强大小为B的匀强磁场垂直于纸面向内，一带电粒子(重力不计)在垂直于磁场的竖直平面内做以O为圆心沿顺时针方向的匀速圆周运动，当粒子运动到最低点P时，突然加一个竖直方向的匀强电场，粒子运动到P/点，且P/、O在同一水平面上则下列说法中正确的是（ ）A粒子带正电B匀强电场的方向向下C粒子在P/点处的速度小于在P点处的速度D粒子在P/点处的电势能大于在P点处的电势能7如图所示，在x0、y0的空间中有恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于xOy平面向里，大小为B.现有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，在x轴上到原点的距离为x0的P点，以平行于y轴的初速度射入此磁场，在磁场作用下沿垂直于y轴的方向射出此磁场，不计重力的影响， 则( )A可以确定粒子通过y轴时的位置 B可以确定粒子速度的大小C可以确定粒子在磁场中运动的时间 D以上说法都不对8如图下所示，带正电的小球穿在绝缘粗糙直杆上，杆倾角为，整个空间存在着竖直向上的匀强电场和垂直于杆斜向上的匀强磁场，小球沿杆向下运动，在a点时动能为100J，到C点动能为零，而b点恰为a、c的中点，在此运动过程中（ ）A小球经b点时动能为50J B小球电势能增加量可能大于其重力势能减少量C小球在ab段克服摩擦所做的功与在bc段克服摩擦所做的功相等D小球到C点后可能沿杆向上运动。9电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的。电子束经过加速电场后，进入一圆形匀强磁场区，磁场方向垂直于圆面。不加磁场时，电子束将通过磁场中心O点而打到屏幕上的中心M，加磁场后电子束偏转到P点外侧。现要使电子束偏转回到P点，可行的办法是（ ）A增大加速电压 B将圆形磁场区域向屏幕靠近些 C增加偏转磁场的磁感应强度D将圆形磁场的半径增大些三、计算题10在直径为d的圆形区域内存在着均匀磁场，磁感应强度为B，磁场方向垂直于纸面向外。一电荷量为q、质量为m的带正电粒子，从磁场区域的一条直径AC上的A点沿纸面射入磁场，其速度方向与AC成角，如图所示，若此粒子在磁场区域运动过程中速度的方向改变了120，粒子的重力忽略不计，求：（1）该粒子在磁场区域内运动所用的时间t；（2）该粒子射入时的速度大小v。11水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻)现垂直于导轨搁一根质量为m，电阻为R的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为且指向右斜上方，如右图所示，问：（1）当ab棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少？（2）若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为多少？此时B的方向如何？12如图所示，内壁光滑的绝缘管做在的圆环半径为R，位于竖直平面内。管的内径远小于R，以环的圆心为原点建立平面坐标系xoy，在第四象限加一竖直向下的匀强电场，其它象限加垂直环面向外的匀强磁场。一电荷量为+q、质量为m的小球在管内从b点由时静止释放，小球直径略小于管的内径，小球可视为质点。要使小球能沿绝缘管做圆周运动通过最高点a。（1）电场强度至少为多少？（2）在（1）问的情况下，要使小球继续运动，第二次通过最高点a时，小球对绝缘管恰好无压力，匀强磁场的磁感应强度多大？（重力加速度为g）13如图所示，在边长为L的等边三角形ACD区域内，存在着磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场。现有一束质量为m、电荷量为+q的带电粒子，以某一速度从AC边中点P、平行于CD边垂直磁场飞入，粒子重力忽略不计。（1）若粒子进入磁场时的速度大小为v0，求粒子在磁场中运动的轨道半径；（2）若粒子能从AC边飞出磁场，求粒子在磁场中运动的时间（3）为使粒子能从CD边飞出磁场，粒子进入磁场时的速度大小应满足什么条件？14如图，在0xa区域内存在与xOy平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。在t0时刻，一位于坐标原点的粒子源在xOy平面内发射出大量同种带电粒子，所有粒子的初速度大小相同，方向与y轴正方向的夹角分布在0180范围内。已知沿y轴正方向发射的粒子在tt0时刻刚好从磁场边界上P（a，a）点离开磁场。求：（1）粒子在磁场中做圆周运动的半径R及粒子的比荷q/m；（2）此时刻仍在磁场中的粒子的初速度方向与y轴正方向夹角的取值范围；（3）从粒子发射到全部粒子离开磁场所用的时间15扭摆器是同步辐射装置中的插入件，能使粒子的运动轨迹发生扭摆。其简化模型如图：、II两处的条形匀强磁场区边界竖直，相距为L，磁场方向相反且垂直纸面。一质量为m、电量为-q、重力不计的粒子，从靠近平行板电容器MN板处由静止释放，极板间电压为U，粒子经电场加速后平行于纸面射入区，射入时速度与水平和方向夹角=300（1）当区宽度L1=L、磁感应强度大小B1=B0时，粒子从区右边界射出时速度与水平方向夹角也为300，求B0及粒子在区运动的时间t0（2）若区宽度L2=L1=L磁感应强度大小B2=B1=B0，求粒子在区的最高点与区的最低点之间的高度差h（3）若L2=L1=L、B1=B0，为使粒子能返回区，求B2应满足的条件（4）若B1B2，L1L2，且已保证了粒子能从区右边界射出。为使粒子从区右边界射出的方向与从区左边界射出的方向总相同，求B1、B2、L1、L2之间应满足的关系式。2013届高三物理一轮复习阶段测试磁场（参考答案）1A 2D 3C 4B 5BC 6CD 7ABC 8BD 9AB2【解析】由题意可判断粒子要考虑重力，分别对a和b两个粒子受力分析，如图。由平衡条件得：qbE=qbvB+mg，qaE+qavB=mg，解得：qa=mg/(E+vB)，qb=mg/(E-vB)因此qamg，到C点后会返回，D正确，克服电场力做功有可能大于重力做功，B正确。9【解析】若电子束初速度v0不变，由qU=mv2/2 mv02/2及轨道半径r=mv/qB知，增大偏转磁场B，r减小，电子束偏转到P点外侧；增大U，r增大，偏回到P点。将圆形磁场区域向屏幕靠近些，电子束偏回到P点。10【解析】（1）作出粒子运动轨迹，设粒子从D点出磁场，轨迹的圆心为O，半径为r。粒子速度的偏转角为1200，由几何关系知，圆心角AOD=1200。因此粒子运动时间为（2）由几何关系AD=ACcos300=2rcos300，因此r=AC/2=d/2. 由得，解得：11【解析】（1）对金属棒进行受力分析得：，又，解得：，（2）要使ab棒受到的支持力为零，令得，所以当时，B最小值，此时，方向竖直向上。由左手定则判断，此时磁感应强度B方向水平向右。12【解析】（1）小球恰能通过a点，即到达a点的速度为0，从b到a由动能定理得：qERmgR=0 解得E=mg/q （2）设第二次到达a点的速度va，由动能定理有qER=mva2/2到达最高点时小球对轨道恰好无压力，由牛顿第二定律有： 联立得13【解析】（1）由得：（2）设粒子从AC边的Q点飞出，由对称性知，粒子运动的圆弧所对圆心角为2400 因此（3）粒子从CD边飞出的临界条件分别为轨迹与CD边相切和轨迹经过D点。设轨迹与CD边相切与M点，由几何关系得，粒子的运动轨迹的半径为，由得：当轨迹经过D点时，由几何关系得： 同理解得：因此粒子速度满足的条件为14【解析】沿y轴正方向发射的粒子从磁场边界上P点离开磁场，其轨迹如图，由于粒子速度方向在0180范围内，其它方向的轨迹可以通过旋转第一个圆得到（O点为旋转点，圆的形状大小不变）。（1）过P点的粒子运动轨迹的圆心设为C，半径为R，有，解得 又，则粒子运动的圆心角为120，则而，则解得：（2）依题意，同一时刻仍在磁场内的粒子到O点距离相同（运动轨迹的弧长所对的弦长相同）。在t0时刻仍在磁场中的粒子应位于以O点为圆心、OP为半径的弧MN上，如图所示。设此时位于P、M、N三点的粒子的初速度分别为vP、vM、vN。由对称性可知vP与OP、vM与OM、vN与ON的夹角均为/3。设vM、vN与y轴正向的夹角分别为M、N，由几何关系有M600，N1200，对于所有此时仍在磁场中的粒子，其初速度与y轴正方向所成的夹角应满足6001200（3）在磁场中飞行时间最长的粒子的运动轨迹应与磁场右边界相切，其轨迹如图所示。由几何关系可知，OM=OP，由对称性可知，ME=OP，从粒子发射到全部粒子飞出磁场所用的时间tm2t0