人教版高中物理必考磁場(chǎng)單元測(cè)試

1、名校名 推薦階段綜合評(píng)估 (九)磁場(chǎng)一、選擇題 (在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1 5 題只有一項(xiàng)符合題目要求，第6 8題有多項(xiàng)符合題目要求)1 (2017 清江月考 )指南針是我國(guó)古代四大發(fā)明之一，東漢學(xué)者王充在論衡一書中描述的“司南”是人們公認(rèn)的最早的磁性定向工具，指南針能指示南北方向是由于()A指南針的兩個(gè)磁場(chǎng)相互吸引B指南針的兩個(gè)磁場(chǎng)相互排斥C地磁場(chǎng)對(duì)指南針的作用D指南針能吸引鐵、鋁、鎳等物質(zhì)解析： 選 C地球本身就是一個(gè)巨大的磁體，司南靜止時(shí)指南的一端是南極，指北一端是北極，指南針指示南北主要是因?yàn)榈卮艌?chǎng)的作用，故C 正確。2.通有電流的導(dǎo)線 L1、 L2 處在同一平面 (紙面 )內(nèi)，

2、 L1 是固定的， L 2 可繞垂直紙面的固定轉(zhuǎn)軸 O 轉(zhuǎn)動(dòng) (O 為 L 2 的中心 )，各自的電流方向如圖所示。下列哪種情況將會(huì)發(fā)生()A因 L 2 不受磁場(chǎng)力的作用，故L 2 不動(dòng)B因 L 2 上、下兩部分所受的磁場(chǎng)力平衡，故L 2 不動(dòng)C L2 繞軸 O 按順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)D L2 繞軸 O 按逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)解析： 選 D由右手螺旋定則可知導(dǎo)線L1 上方的磁場(chǎng)的方向?yàn)榇怪奔埫嫦蛲?，且離導(dǎo)線 L1 的距離越遠(yuǎn)的地方，磁場(chǎng)越弱，導(dǎo)線L2 上的每一小部分受到的安培力方向水平向右，由于 O 點(diǎn)的下方磁場(chǎng)較強(qiáng)，則安培力較大，因此L 2 繞軸 O 按逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，D 選項(xiàng)對(duì)。3.帶電粒子以初速度

3、v 0 從 a 點(diǎn)進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)， 如圖所示， 運(yùn)動(dòng)中經(jīng)過(guò) b點(diǎn)， Oa Ob。若撤去磁場(chǎng)加一個(gè)與y 軸平行的勻強(qiáng)電場(chǎng)，帶電粒子仍以速度 v0 從 a 點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)， 仍能通過(guò) b 點(diǎn)，則電場(chǎng)強(qiáng)度 E 和磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 的比值為 ()A v0B. 1v 0C 2v 0v 0D. 2解析： 選 C設(shè) OaOb d，因帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所以圓周運(yùn)動(dòng)的半徑正好等于d，即 d mv 0，得 B mv0。如果換成勻強(qiáng)電場(chǎng)，帶電粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)，qBqd1 qEd2那么有 d ，2 mv 02得 E 2mv 0 ，所以 E 2v0。選項(xiàng) C 正確。qdB1名校名 推薦4.如圖所示，在第象限內(nèi)

4、有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一對(duì)正、負(fù)電子分別以相同速率沿與x 軸成 30角的方向從原點(diǎn)射入磁場(chǎng)，則正、負(fù)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為()A 1 2B 2 1C 13D 1 1解析： 選 B正、負(fù)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，正電子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)在磁場(chǎng)中的部分對(duì)應(yīng)圓心角為120，負(fù)電子圓周部分所對(duì)應(yīng)圓心角為60，故時(shí)間之比為2 1。5.如圖所示， a、b 是一對(duì)平行金屬板，分別接到直流電源兩極上，右邊有一擋板，正中間開有一小孔d，在較大空間范圍內(nèi)存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里，在a、b 兩板間還存在著勻強(qiáng)電場(chǎng) E 。從兩板左側(cè)中點(diǎn) c 處射入一束正離子(不計(jì)重力 )，這些正

5、離子都沿直線運(yùn)動(dòng)到右側(cè)，從 d 孔射出后分成3 束。則下列判斷正確的是()A這三束正離子的速度一定不相同B這三束正離子的質(zhì)量一定不相同C這三束正離子的電荷量一定不相同D這三束正離子的比荷一定不相同解析： 選 D帶電粒子在金屬板中做直線運(yùn)動(dòng)，qvB Eq， vE ，表明帶電粒子的速B度一定相等，而電荷的帶電量、電性、質(zhì)量、比荷的關(guān)系均無(wú)法確定；在磁場(chǎng)中R mv ，Bq帶電粒子運(yùn)動(dòng)半徑不同，所以比荷一定不同，D 項(xiàng)正確。6.如圖所示，在傾角為 的光滑斜面上，放置一根長(zhǎng)為L(zhǎng)，質(zhì)量為 m，通過(guò)電流為I 的導(dǎo)線，若使導(dǎo)線靜止，應(yīng)該在斜面上施加勻強(qiáng)磁場(chǎng)B 的大小和方向?yàn)?()A Bmgsin IL，方向垂

6、直于斜面向下B Bmgsin IL，方向垂直于斜面向上C Bmgtan ，方向豎直向下IL2名校名 推薦mgsin D B，方向水平向右IL解析：選 AC根據(jù)電流方向和所給定磁場(chǎng)方向的關(guān)系，可以確定通電導(dǎo)線所受安培力分別如圖所示。又因?yàn)閷?dǎo)線還受重力mg 和支持力 F N，根據(jù)力的平衡知，只有A、 C 兩種情況是可能的，其中 A 中 F mgsin ，則 Bmgsin mgtan ， C 中 F mgtan ， B。ILIL7.(2017 湖北部分重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)物理課堂教學(xué)中的洛倫茲力演示儀由勵(lì)磁線圈、玻璃泡、電子槍等部分組成。勵(lì)磁線圈是一對(duì)彼此平行的共軸的圓形線圈，它能夠在兩線圈之間產(chǎn)生勻強(qiáng)磁

7、場(chǎng)。玻璃泡內(nèi)充有稀薄的氣體，電子槍在加速電壓下發(fā)射電子，電子束通過(guò)泡內(nèi)氣體時(shí)能夠顯示出電子運(yùn)動(dòng)的徑跡。若電子槍垂直磁場(chǎng)方向發(fā)射電子，給勵(lì)磁線圈通電后，能看到電子束的徑跡呈圓形。若只增大電子槍的加速電壓或勵(lì)磁線圈中的電流，下列說(shuō)法正確的是()A增大電子槍的加速電壓，電子束的軌道半徑變大B增大電子槍的加速電壓，電子束的軌道半徑不變C增大勵(lì)磁線圈中的電流，電子束的軌道半徑變小D增大勵(lì)磁線圈中的電流，電子束的軌道半徑不變解析：選 AC根據(jù) qU 1mv2 ，增大加速電壓電子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)v 變大， 再根據(jù) r mv ，2qBv 變大， r 變大， A 正確。根據(jù)勵(lì)磁線圈中電流增大，則B 增大， r 減小，

8、故 C 正確。8.如圖所示，有一混合正離子束先后通過(guò)正交的電場(chǎng)、磁場(chǎng)區(qū)域和勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，如果這束正離子流在區(qū)域中不偏轉(zhuǎn)，進(jìn)入?yún)^(qū)域后偏轉(zhuǎn)半徑 r 相同，則它們一定具有相同的 ()A速度B質(zhì)量C電荷量D比荷解析： 選 AD離子流在區(qū)域中不偏轉(zhuǎn)，一定是qE qv B， v E， A 正確。進(jìn)入?yún)^(qū)B域后，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑相同，由r mv知，因 v、 B 相同，所以只能是比荷相同，qB故 D 正確， B、C 錯(cuò)誤。3名校名 推薦二、計(jì)算題9如圖所示，直角坐標(biāo)系位于豎直平面內(nèi)，在水平的x 軸下方存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向垂直xOy 平面向外，電場(chǎng)線方向平行于y 軸。一質(zhì)量為m、電荷量為q 的帶

9、正電的小球，從y 軸上的 A 點(diǎn)以水平速度v0 向右拋出，與x 軸成 45角經(jīng) x 軸上 M 點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)和磁場(chǎng)，恰能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，從坐標(biāo)原點(diǎn)第一次離開電場(chǎng)和磁場(chǎng)。不計(jì)空氣阻力，重力加速度為 g，求：(1) 電場(chǎng)強(qiáng)度 E 的大小和方向；(2) 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。解析： (1) 小球在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中恰好做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其所受的電場(chǎng)力必須與重力平衡，有 Eq mg解得： E mgq由于小球帶正電，故電場(chǎng)方向豎直向上。(2) 在 M 點(diǎn)有 v y v 0tan 45 ，又 v y gt， OM v 0t2聯(lián)立解得OM v0g小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度v2v0設(shè)小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r，由幾何關(guān)系可知

10、：22v 02rsin 45 OM ，得 r 2g由洛倫茲力提供向心力：v 2Bqv m，得 B2mg。rv 0qmg2mg答案： (1) q豎直向上(2) v0q10.如圖所示，平面直角坐標(biāo)系xOy 中，第象限存在沿y 軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)， 第象限存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B。一質(zhì)量為 m、電荷量為 q 的帶正電的粒子從y 軸正半軸上的 M 點(diǎn)以速度v 0 垂直于 y 軸射入電場(chǎng)， 經(jīng) x 軸上的 N 點(diǎn)與 x 軸正方向成 60角射入磁場(chǎng)，最后從y 軸負(fù)半軸上的P 點(diǎn)與 y 軸正方向成60角射出磁場(chǎng)，不計(jì)粒子重力，求：4名校名 推薦(1) 粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑

11、R；(2) 勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小 E。解析： (1)因?yàn)榱Ｗ釉陔妶?chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)粒子過(guò)N 點(diǎn)時(shí)的速度為v ，把速度 v 分解如圖甲所示。根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的速度關(guān)系，粒子在N 點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度vvxv 0 2v 0。cos 60cos 60如圖乙所示，分別過(guò) N、P 點(diǎn)作速度方向的垂線，相交于 Q 點(diǎn)，則 Q 是粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓心由洛倫茲力提供向心力：mv2qv B R得 R mqBv，代入 v 2v0 得粒子的軌道半徑R2mv0。qB(2) 粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度為a，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t由牛頓第二定律：qE ma設(shè)沿電場(chǎng)方向的分速度為vy at粒子在電場(chǎng)中沿x 軸方向做勻速

12、運(yùn)動(dòng)，由圖根據(jù)粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡可以得出：粒子在 x 軸方向的位移：Rsin 30 Rcos 30 v0t又 v y v 0tan 60 由以上各式可以解得E 3 3 v 0B。2答案： (1)2mv 0(2)3 3 v 0BqB211 (2016 浙江高考 )為了進(jìn)一步提高回旋加速器的能量，科學(xué)家建造了“扇形聚焦回旋加速器”。在扇形聚焦過(guò)程中，離子能以不變的速率在閉合平衡軌道上周期性旋轉(zhuǎn)。扇形聚焦磁場(chǎng)分布的簡(jiǎn)化圖如圖所示，圓心為 O 的圓形區(qū)域等分成六個(gè)扇形區(qū)域，其中三個(gè)為峰區(qū)，三個(gè)為谷區(qū)，峰區(qū)和谷區(qū)相間分布。峰區(qū)內(nèi)存在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，谷區(qū)內(nèi)沒(méi)有磁場(chǎng)。質(zhì)量為m，電荷量為q 的正離子，以不變的速率v 旋轉(zhuǎn)，其閉合平衡軌道如圖中虛線所示。5名校名 推薦(1) 求閉合平衡軌道在峰區(qū)內(nèi)圓弧的半徑r，并判斷離子旋轉(zhuǎn)的方向是順時(shí)針還是逆時(shí)針；(2)求軌道在一個(gè)峰區(qū)內(nèi)圓弧的圓心角，及離子繞閉合平衡軌道旋轉(zhuǎn)的周期T ；(3)在谷區(qū)也施加垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，新的閉合平衡軌道在一個(gè)峰區(qū)內(nèi)的圓心角變?yōu)?90，求 B和 B 的關(guān)系。已知： sin() sin cos cos sin ， cos 1 2sin22mv解析： (1)峰區(qū)內(nèi)圓弧半徑r qB旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较颉?(2) 由對(duì)稱性，峰區(qū)內(nèi)圓弧的