11.综合检测（十一） 磁场 学生版试题

北京曲一线图书策划有限公司5年高考3年模拟B版高考物理试卷第=page11页，共=sectionpages33页试卷第=page11页，共=sectionpages33页综合检测（十一）磁场时间:75分钟满分100分一、单项选择题（本题共7个小题，每个小题4分，共28分。在每个小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的）1．在正方形的四个顶点a、b、c、d，有垂直正方形平面的长直电流，电流强度大小相同，a、b、d三点电流方向均向里，c点电流方向向外，如图所示。则正方形中心O点的磁场方向为（）A．由O指向a B．由O指向b C．由O指向c D．由O指向d2．如图所示的速度选择器水平放置，板长为L，两板间距离也为L，两板间分布着如图所示的匀强电场与匀强磁场。一带正电的粒子（不计重力）从两板左侧中点O处沿图中虚线水平向右射入速度选择器，恰好做匀速直线运动；若撤去磁场，保留电场，粒子以相同的速度从O点进入电场，恰好从上极板ab的右边缘b处离开场区；若撤去电场，保留磁场，粒子以相同的速度从O点进入磁场，经过一段匀速圆周运动后，打在下极板cd上，则粒子做匀速圆周运动的轨迹半径为（）A．L B．2L C．L D．3．如图所示，水平放置的通有恒定电流的长直导线下方有一闭合线框，线框平面和导线在同一竖直平面内，要使通过线框的磁通量变小，可以将线框（）A．向左平移 B．向右平移C．向下平移远离导线 D．向上平移靠近导线4．甲是磁电式电流表的结构简图，线圈绕在一个与指针、转轴相连的铝框骨架上，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，同一圆周上磁感应强度大小处处相等，如图乙。当线圈通以如图乙所示方向电流时，下列说法正确的是（

）A．a、b导线所受安培力相同B．线圈将按逆时针方向（正视）转动C．换磁性更强的磁铁会增大电流表的量程D．增加线圈匝数会减小电流表的量程5．如图所示，矩形虚线框MNPQ内有一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里．a、b、c是三个质量和电荷量都相等的带电粒子，它们从PQ边上的中点沿垂直于磁场的方向射入磁场，图中画出了它们在磁场中的运动轨迹．粒子重力不计．下列说法正确的是A．粒子a带负电B．粒子c的动能最大C．粒子b在磁场中运动的时间最长D．粒子b在磁场中运动时的向心力最大6．如图所示，图中曲线为两段完全相同的六分之一圆弧连接而成的金属线框（金属线框处于纸面内），每段圆弧的半径均为L，固定于垂直纸面向外、大小为B的匀强磁场中。若给金属线框通以由A到C、大小为I的恒定电流，则金属线框所受安培力的大小和方向为（）A．，垂直于向左 B．，垂直于向左C．，垂直于向左 D．，垂直于向右7．如图所示，在边长为L的正方形PQMN区域内存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场，在MN边界放一刚性挡板，粒子能碰到挡板则能够以原速率弹回。一质量为同m、带电荷量为q的粒子以某一速度从P点射入，恰好从Q点射出，下列说法正确的是A．带电粒子一定带负电荷B．带电粒子的速度最小值为C．若带电粒子与挡板碰撞，则受到挡板作用力的冲量为D．带电粒子在磁场中运动时间可能为二、多项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）8．如图所示，在水平直线MN上方存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为m、带正电荷q的粒子，从直线N上的O点以速度v竖直向上射入磁场，由P点离开磁场，不计粒子重力，则粒子在磁场中运动的（）A．轨道半径为B．轨道半径为C．时间为D．时间为9．1932年，劳伦斯和利文斯顿设计出了回旋加速器．回旋加速器的工作原理如图所示，置于真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直．A处粒子源产生初速度不计、质量为m、电荷量为＋q的粒子，粒子在狭缝中被加速，加速电压为U，加速过程中不考虑相对论效应和重力影响，则关于回旋加速器，下列说法正确的是A．带电粒子每一次通过狭缝时获得的能量不同B．D形盘的半径R越大，粒子离开回旋加速器时获得的最大动能越大C．交变电源的加速电压U越大，粒子离开回旋加速器时获得的最大动能越大D．粒子第２次和第１次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为10．如图所示，厚度为h、宽度为d的某种半导体板，放在垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度大小为B．当电流通过导体板时，在导体板的上、下表面之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。实验表明，当磁场不太强时，上、下表面之间的电势差U、电流I和B的关系为，式中的比例系数k称为霍尔系数。设电流I（方向如图）是由带正电荷的空穴定向移动形成的，导体中单位体积中空穴的个数为n，空穴定向移动的速率为v，电荷量为e。下列说法正确的是（）A．上表面的电势比下表面高 B．导体板之间的电场强度C．霍尔系数k的大小与d、h有关 D．霍尔系数k的大小与n、e有关11．如图所示，在xOy平面第一象限内的某区域有垂直平面的匀强磁场（没画出），一个质量为m、电荷量为q的带电粒子，由y轴上的P点开始运动，初速度为v0，方向沿x轴正方向，P到O的距离为后来，粒子经过x轴上的Q点，此时速度方向与x轴负方向的夹角为θ=60°，Q到O的距离为2L，磁场的磁感应强度。以下说法正确的是A．带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径为B．求带电粒子从P点运动到Q点所用的时间为C．若匀强磁场的区域是圆形磁场，则圆形磁场的最小面积为D．若匀强磁场的区域是矩形，则矩形磁场的最小面积为

四、计算题（共48分）12．（6分）把一根长L=10cm的导线垂直磁感线方向放入如图所示的匀强磁场中，求：（1）当导线中通以I1=2A的电流时，导线受到的安培力大小为1.0×10-7N，则该磁场的磁感应强度为多少?（2）若该导线中通以I2=3A的电流，则此时导线所受安培力大小是多少？方向如何？

13．（8分）两个用同样的细导线做成的刚性闭合线框，正方形线框的边长与圆形线框的直径相等，如图所示（两线圈之间彼此绝缘）。把它们放入同一匀强磁场中，线框所在平面均与磁场方向垂直，匀强磁场的磁感应强度随时间的变化关系为：（为定值），求：（1）时，穿过正方形、圆形线框的磁通量之比；（2）正方形、圆形线框中感应电流之比。

14．（10分）如图所示，极板、之间电压为，圆心为、半径为的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，极板附近的电子由静止开始被电场加速后，从点沿半径方向垂直进入匀强磁场，电子离开磁场时速度方向与进入磁场时速度方向之间的夹角为。已知电子质量为，电荷量为，不计重力。求：（1）电子离开加速电场时速度的大小；（2）匀强磁场磁感应强度的大小。

15．（12分）如图所示，在空间直角坐标系中，I、Ⅱ象限（含x、y轴）有磁感应强度为B=1T，方向垂直于纸面向外的匀强磁场和电场强度为E=10N/C，方向竖直向上的匀强电场；Ⅲ、Ⅳ象限（不含x轴）有磁感应强度为，方向沿y轴负方向的匀强磁场，光滑圆弧轨道圆心O'，半径为R=2m，圆环底端位于坐标轴原点O。质量为m1=lkg，带电ql=+1C的小球M从O'处水平向右飞出，经过一段时间，正好运动到O点。质量为m2=2kg，带电q2=+1.8C小球的N穿在光滑圆弧轨道上从与圆心等高处静止释放，与M同时运动到O点并发生完全非弹性碰撞，碰后生成小球P（碰撞过程无电荷损失）。小球M、N、P均可视为质点，不计小球间的库仑力，取g=10m/s2，求：(1)小球M在O'处的初速度为多大；(2)碰撞完成后瞬间，小球P的速度；(3)分析P球在后续运动过程中，第一次回到y轴时的坐标。

16．（12分）受到回旋加速器的启发，某科研团队设计了另一种加速带电粒子的仪器，基本原理如图所示，以两虚线MN、PQ为边界，中间存在平行纸面且与边界垂直的水平电场，宽度为d，两侧为相同的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。一质量为m、电荷量为+q（不计重力）的带电粒子，以初速度v垂直MN边界射入磁场做匀速圆周运动后进入电场做匀加速直线运动，然后垂直PQ边界进入磁场中运动，此后粒子在电场和磁场中交替运动。已知从带电粒子第二次进入电场开始，每次进入电场