磁场 A卷教师版

1、此卷只装订不密封班级 姓名 准考证号 考场号 座位号 单元训练金卷·高三·物理(A)卷第十单元 磁场注意事项：1答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。4考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。一、选择题：本题共10小题，每小题5分。在每小题给出的四个选项中，第16题只有一项符合题目

2、要求，第710题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。1如图所示，A为一水平旋转的橡胶盘，带有大量均匀分布的负电荷，在圆盘正上方水平放置一通电直导线，电流方向如图当圆盘高速绕中心轴OO转动时，通电直导线所受磁场力的方向是()A竖直向上B竖直向下C水平向里 D水平向外【答案】C【解析】选C从上向下看，由于带负电的圆盘顺时针方向旋转，形成的等效电流为逆时针方向，由安培定则判定所产生的磁场方向竖直向上由左手定则可判定通电导线所受安培力的方向水平向里故C正确2如图所示，在直角三角形ABC的A点和B点分别固定一垂直纸面向外和向里的无限长通电直导线，其电流强度分别为IA

3、和IB，A30°，通电直导线形成的磁场在空间某点处的磁感应强度Bk，k为比例系数，r为该点到导线的距离，I为导线的电流强度当一电子在C点的速度方向垂直纸面向外时，所受洛伦兹力方向垂直BC向下，则两直导线的电流强度IB与IA之比为()A BC D【答案】D【解析】选D由左手定则可知C点处磁场的磁感应强度B合的方向平行BC向右，设A处导线和B处导线在C处形成的磁场的磁感应强度大小分别为BA和BB，方向分别与AC和BC垂直，如图所示，可知sin 30°，又，计算可得，D正确3一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如图所示，如果直导线可以自由地运动且通以方向为由A到B的

4、电流，则导线AB受磁场力后的运动情况为()A从上向下看顺时针转动并靠近螺线管B从上向下看顺时针转动并远离螺线管C从上向下看逆时针转动并远离螺线管D从上向下看逆时针转动并靠近螺线管【答案】D【解析】选D先由安培定则判断出通电螺线管的N、S极，找出导线左、右两端磁感应强度的方向，并用左手定则判断这两端受到的安培力的方向，如图甲所示可以判断导线受磁场力后从上向下看逆时针方向转动再分析此时导线位置的磁场方向，再次用左手定则判断导线受磁场力的方向，如图乙所示，导线还要靠近螺线管，所以D正确，A、B、C错误4(2019·东北三校联考)如图所示，某种带电粒子由静止开始经电压为U1的电场加速后，射入

5、水平放置、电势差为U2的两导体板间的匀强电场中，带电粒子沿平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场中，则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离D随着U1和U2的变化情况为(不计重力，不考虑边缘效应)()AD随U1变化，D与U2无关BD与U1无关，D随U2变化D随U1变化，D随U2变化DD与U1无关，D与U2无关【答案】A【解析】选A设带电粒子在加速电场中被加速后的速度为v0，根据动能定理有qU1mv设带电粒子从偏转电场中出来进入磁场时的速度大小为v，与水平方向的夹角为，如图所示，在磁场中有r，v，而D2rCos ，联立各式解得D2，因而选项A正确

6、5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°角斜向上的速度v射入磁场，且在x轴上方运动半径为R则下列说法正确的是()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D粒子第二次射入x轴上方磁场时，沿x轴前进3R【答案】D【解析】选D由r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tT1T2，所以C错误；粒子第二次射入x轴上方磁场时沿x轴前进lR2R3R，粒子经偏转

7、不能回到原点O，所以A错误、D正确6如图所示，圆形区域内有一垂直纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点有无数带有同样电荷、具有同样质量的粒子在纸面内沿各个方向以相同的速率通过P点进入磁场这些粒子射出边界的位置均处于边界的某一段圆弧上，这段圆弧的弧长是圆周长的将磁感应强度的大小从原来的B1变为B2，结果相应的弧长变为原来的一半，则B2B1等于()ABC2D3【答案】B【解析】选B当轨迹半径小于或等于磁场区半径时，粒子射出圆形磁场的点离入射点最远距离为轨迹直径如图所示，当粒子从圆周射出磁场时，粒子在磁场中运动的轨迹直径为PQ，粒子都从圆弧PQ之间射出，因此轨迹半径r1RCos 30°R；若

8、粒子射出的圆弧对应弧长为“原来”的一半，即周长，对应的弦长为R，即粒子运动轨迹直径等于磁场区半径R，轨迹半径r2，由r可得选项B正确7(高考江苏卷)如图所示，导电物质为电子的霍尔元件位于两串联线圈之间，线圈中电流为 I，线圈间产生匀强磁场，磁感应强度大小 B 与 I 成正比，方向垂直于霍尔元件的两侧面，此时通过霍尔元件的电流为 IH，与其前后表面相连的电压表测出的霍尔电压 UH 满足：UHk，式中k为霍尔系数，D为霍尔元件两侧面间的距离电阻R远大于RL，霍尔元件的电阻可以忽略，则()A霍尔元件前表面的电势低于后表面 B若电源的正负极对调，电压表将反偏CIH与I成正比D电压表的示数与RL 消耗的

9、电功率成正比【答案】CD【解析】选CD当霍尔元件通有电流IH时，根据左手定则，电子将向霍尔元件的后表面运动，故霍尔元件的前表面电势较高若将电源的正负极对调，则磁感应强度B的方向换向，IH方向变化，根据左手定则，电子仍向霍尔元件的后表面运动，故仍是霍尔元件的前表面电势较高，选项A、B错误；因R与RL并联，根据并联分流，得IHI，故IH与I成正比， 选项C正确；由于B与I成正比，设BAI，则ILI，PLIRL，故UHkPL，知UHPL，选项D正确8(2019·湖北宜城第一中学高三月考)如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在其左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线，当导线中通以图示方向的电流时

10、()A磁铁对桌面的压力增大B磁铁对桌面的压力减小C磁铁受到向右的摩擦力作用D磁铁受到向左的摩擦力作用【答案】BC【解析】选BC根据条形磁铁磁感线分布情况得到直线电流所在位置磁场方向(切线方向)，再根据左手定则判断安培力方向，如图甲，根据牛顿第三定律，电流对磁铁的作用力向左上方，FF，如图乙，根据平衡条件，可知通电后支持力变小，静摩擦力变大，故磁铁对桌面的压力变小，而静摩擦力向右选项B、C正确9(2019·陕西西安模拟)如图所示，有一个正方形的匀强磁场区域ABCD，e是AD的中点，f是CD的中点，如果在A点沿对角线方向以速度v射入一带负电的带电粒子，恰好从e点射出，则()A如果粒子的速

11、度增大为原来的二倍，将从D点射出B如果粒子的速度增大为原来的三倍，将从f点射出C如果粒子的速度不变，磁场的磁感应强度变为原来的2倍，也将从D点射出D只改变粒子的速度使其分别从e、D、f点射出时，在磁场中运动时间关系为：tetD>tf【答案】AD【解析】选AD作出示意图，如图所示，根据几何关系可以看出，当粒子从D点射出时，轨道半径增大为原来的二倍，由半径公式R可知，速度v增大为原来的二倍或磁感应强度变为原来的一半，A项正确，C项错误；如果粒子的速度增大为原来的三倍，则轨道半径也变为原来的三倍，从图中看出，出射点在f点下面，B项错误；据粒子的周期公式T，可知粒子的周期与速度无关，在磁场中的运

12、动时间取决于其轨迹圆弧所对应的圆心角，所以从e、D点射出时所用时间相等，从f点射出时所用时间最短，D项正确10如图所示，一个绝缘且内壁光滑的环形细圆管固定于竖直平面内，环的半径为R(比细圆管的内径大得多)在圆管的最低点有一个直径略小于细圆管内径的带正电小球处于静止状态，小球的质量为m，带电荷量为q，重力加速度为g空间存在一磁感应强度大小未知(不为零)，方向垂直于环形细圆管所在平面向里的匀强磁场某时刻，给小球一方向水平向右、大小为v0 的初速度，则以下判断正确的是()A无论磁感应强度大小如何，获得初速度后的瞬间，小球在最低点一定受到管壁的弹力作用B无论磁感应强度大小如何，小球一定能到达环形细圆管

13、的最高点，且小球在最高点一定受到管壁的弹力作用C无论磁感应强度大小如何，小球一定能到达环形细圆管的最高点，且小球到达最高点时的速度大小都相同D小球从环形细圆管的最低点运动到所能到达的最高点的过程中，水平方向分速度的大小一直减小【答案】BC【解析】选BC小球在轨道最低点时受到的洛伦兹力方向竖直向上，若洛伦兹力和重力的合力恰好提供小球所需要的向心力，则在最低点时小球不会受到管壁弹力的作用，A选项错误；小球运动的过程中，洛伦兹力不做功，小球的机械能守恒，运动至最高点时小球的速度v，由于是双层轨道约束，小球运动过程中不会脱离轨道，所以小球一定能到达轨道的最高点，C选项正确；在最高点时，小球圆周运动的向

14、心力Fmmg，小球受到竖直向下的洛伦兹力的同时必然受到与洛伦兹力等大反向的轨道对小球的弹力，B选项正确；小球从最低点运动到最高点的过程中，小球在下半圆内上升的过程中，水平分速度向右且减小，到达圆心的等高点时，水平分速度为零，而运动至上半圆后水平分速度向左且不为零，所以水平分速度一定有增大的过程，D选项错误二、非选择题：本大题共4小题，共60分。按题目要求作答。解答题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。11据报道，最近已研制出一种可投入使用的电磁轨道炮，其原理如图所示炮弹(可视为长方形导体)置于两固定的平行导轨之间，

15、并与轨道壁接触良好开始时炮弹在导轨的一端，通以电流后炮弹会被磁力加速，最后从位于导轨另一端的出口高速射出设两导轨之间的距离D010 m，导轨长L50 m，炮弹质量m030 kg导轨上的电流I的方向如图中箭头所示可以认为，炮弹在轨道内运动时，它所在处磁场的磁感应强度始终为B20 T，方向垂直于纸面向里若炮弹出口速度为v20×103 m/s，求通过导轨的电流I忽略摩擦力与重力的影响【答案】60×105 A【解析】在导轨通有电流I时，炮弹作为导体受到磁场施加的安培力为FIDB根据动能定理有FLmv2联立解得I代入题给数据得I60×105 A12如图所示，虚线圆所围区域内

16、有方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B一束电子沿圆形区域的直径方向以速度v射入磁场，电子束经过磁场区后，其运动方向与原入射方向成角设电子质量为m，电荷量为e、不计电子之间相互作用力及所受的重力，求： (1)电子在磁场中运动轨迹的半径R；(2)电子在磁场中运动的时间t；(3)圆形磁场区域的半径r【答案】(1)(2)(3)tAn 【解析】(1)由牛顿第二定律和洛伦兹力公式得evB解得R(2)设电子做匀速圆周运动的周期为T，则T由如图所示的几何关系得圆心角，所以tT(3)如图所示几何关系可知，tAn ，所以rtAn 13(2019·浙江省名校协作体高三联考)如图所示，LMN是竖直平面

17、内固定的光滑绝缘轨道，MN水平且足够长，LM下端与MN相切在OP与QR之间的区域内有一竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为BC、D是质量为m和4m的绝缘小物块(可视为质点)，其中D带有电荷量q，C不带电现将物块D静止放置在水平轨道的MO段，将物块C从离水平轨道MN距离h高的L处由静止释放，物块C沿轨道下滑进入水平轨道，然后与D相碰，碰后物体C被反弹滑至斜面处，物体D进入虚线OP右侧的复合场中继续运动，最后从RQ侧飞出复合场区域求：(1)物块D进入磁场时的瞬时速度vD的大小；(2)若物块D进入磁场后恰好做匀速圆周运动，求所加匀强电场的电场强度E的值及物块D的电性；(3)若物块

18、D飞离复合场区域时速度方向与水平夹角为60°，求物块D飞出QR边界时与水平轨道的距离D【答案】(1)(2)带正电(3)【解析】(1)对物块C，根据动能定理有mghmv2反弹后mvmg得：v1碰撞时由动量守恒定律：mvmv14mvD代入得：vD(2)若物块D做匀速圆周运动，则电场力与重力相等：4mgEq得：E带正电(3)由几何关系得D(1Cos 60°)RR得：D14如图所示，在屏蔽装置底部中心位置O点放一医用放射源，可通过细缝沿扇形区域向外辐射速率为v32×106 m/s的 粒子已知屏蔽装置宽AB9 Cm，缝长AD18 Cm，粒子的质量m664×1027kg，电荷量q32×1019 C若在屏蔽装置右侧条形区域内加一匀强磁场来隔离辐射，磁感应强度B0332 T，方向垂直于纸面向里，整个装置放于真空环境中(1)若所有的粒子均不能从条形磁场隔离区的右侧穿出，则磁场的宽度D至少是多少？(2)若条形磁场的宽度D20 Cm，则射出屏蔽装置的粒子在磁场中运动的最长时间和最短时间各是多少？(结果保留2位有效数字