高三物理一轮复习 第8章 磁场章末检测

我们在这里，召开私营企业家联谊会，借此机会，我代表成都市渝中工商局、渝中区私营企业协会，祝各位领导新年快乐、工作愉快、身体健康，祝各位企业家事业兴旺第8章 磁场(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题共13小题，每小题5分，共65分每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分)12016年我国地质探矿队伍发现，在天津某地一面积约4万平方公里地区的地磁场十分异常勘探队伍推测该地区地下可能蕴藏着()A铜矿B铁矿C煤矿D石油B因该地区的地磁场十分异常，可知此处必然有被磁化的磁性材料，故推测该地区地下可能蕴藏着铁矿，故选B.图12如图1所示，匀强磁场中有A、B两个点，关于这两个点的磁感应强度的说法，正确的()AA点的磁感应强度大于B点的磁感应强度BA点的磁感应强度等于B点的磁感应强度CA点的磁感应强度小于B点的磁感应强度DA点的磁感应强度和B点的磁感应强度大小关系不能判断B图示磁场是匀强磁场，匀强磁场的磁感应强度处处相等3下列关于磁感应强度的说法中正确的是() 【导学号：81370311】A通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大B通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大C放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方向处处相同D磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关D因为磁场中某点的磁感应强度的大小和方向由磁场本身决定，与通电导线的受力及方向都无关，所以A选项错，D选项正确；通电导线在磁场中受力的大小不仅与磁感应强度有关，而且与通电导线的放置方向有关，故B选项错；对C选项，虽然匀强磁场中磁感应强度处处相等，但当导线在各个位置的方向不同时，磁场力是不相同的(导线与磁场垂直时受磁场力最大，与磁场平行时受磁场力为零)，而C选项中没有说明导线在各个位置的放置方向是否相同，所以C选项错4关于通电直导线周围磁场的磁感线分布，下列示意图中正确的是()A伸开右手，大拇指方向为电流方向，则四指环绕方向为逆时针，故A正确5(2016乐清学考模拟) 如图2所示，E、F分别表示蓄电池两极，P、Q分别表示螺线管两端当闭合开关时，发现小磁针N极偏向螺线管Q端下列判断中，正确的是()图2AE为蓄电池正极B螺线管P端为S极C流过电阻R的电流方向向上D管内磁场方向由P指向QC小磁针N极指向Q，说明Q端为S极，根据安培定则可知，通过R的电流方向向上，C选项正确蓄电池的F端为正极，A选项错误螺线管的P端为N极，B选项错误管内磁场方向应由S极指向N极，即由Q指向P，D选项错误6如图3所示，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2，且I1I2；a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点，且a、b、c与两导线共面；b点在两导线之间，b、d的连线与导线所在平面垂直磁感应强度可能为零的点是()图3Aa点BbCc点Dd点C要合磁感应强度为零，必有I1和I2形成两个磁场等大反向，只有c点有可能，选C.7把长L0.25 m的导体棒置于磁感应强度B1.0102 T的匀强磁场中，使导体棒和磁场方向垂直，如图4所示若导体棒的电流I2.0 A，方向向右，则导体棒受到的安培力大小与方向()图4A1.0103 N竖直向上B5.0103 N竖直向上C5.0103 N竖直向下D1.0103 N竖直向下【答案】B8如图，一根容易发生形变的弹性轻导线两端固定导线中通有如图箭头所示的电流I.当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加如图5所示的匀强磁场B时，描述导线状态的四个图示中正确的是() 【导学号：81370312】ABCD图5BA图电流与磁场平行，导线不受安培力的作用，故A错误；由左手定则得，B图安培力的方向水平向右，C图安培力的方向垂直纸面向里，D图安培力的方向水平向右，故B正确，C、D错误9如图6所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为，如果仅改变下列某一个条件，角的相应变化情况是() 图6【导学号：81370313】A棒中的电流变大，角变大B两悬线等长变短，角变小C金属棒质量变大，角变大D磁感应强度变大，角变小A选金属棒MN为研究对象，如图所示，金属棒受3个力而处于平衡状态，其中FBBILmgtan ，则：I增大，角变大，A选项正确；悬线变短，角不变，B选项错误；m增大，角变小，C选项错误；B变大，角变大，D选项错误10(加试要求)(2016丽水选考模拟)三根完全相同的长直导线互相平行，通以大小和方向都相同的电流它们的截面处于正方形abcd的三个顶点a、b、c处，如图7所示已知每根通电长直导线在其周围产生的磁感应强度与距该导线的距离成反比，通电导线b在d处产生的磁场的磁感应强度大小为B，则三根通电导线产生的磁场在d处的总磁感应强度大小为()图7A2BB3BC.BD3BB设正方形边长为l，则导线b在d处形成的磁场的磁感应强度B；a、c两根导线在d处形成的磁场均为：BaBcB；则三根通电导线产生的磁场在d处的总磁感应强度大小为B总BaB3B，故选B.11(加试要求)如图8所示，长为2l的直导线折成边长相等、夹角为60的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B，当在该导线中通以电流强度为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力大小为()图8A0B0.5BIl CBIlD2BIlC导线有效长度为2lsin 30l，所以该V形通电导线受到的安培力大小为BIl，选C.12(加试要求)如图9所示是医用回旋加速器示意图，其核心部分是两个D形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连现分别加速氘核(H)和氦核(He)下列说法中正确的是()图9A它们的最大速度相同B它们的最大动能相同C两次所接高频电源的频率不相同D仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能A根据qvBm，得v.两粒子的比荷相等，所以最大速度相等，故A正确最大动能Ekmv2，两粒子的比荷相等，但质量不相等，所以最大动能不相等，故B错误带电粒子在磁场中运动的周期T，两粒子的比荷相等，所以周期相等做圆周运动的频率相等，因为所接高频电源的频率等于粒子做圆周运动的频率，故两次所接高频电源的频率相同，故C错误由Ek可知，粒子的最大动能与加速电压的频率无关，故仅增大高频电源的频率不能增大粒子的最大动能，故D错误13(加试要求)如图10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角斜向上射入磁场，且在上方运动半径为R.则() 【导学号：81370314】图10A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3RD由左手定则可知，粒子不可能回到原点O，选项A错误；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，选项B错误；粒子完成一次周期性运动的时间tT1T2，选项C错误；由几何关系知，粒子第二次射入x轴上方磁场时，沿x轴前进lR2R3R，选项D正确二、非选择题(本题共4小题，共35分)14(7分)如图11所示，一根质量为m、长度为L的金属细杆MN置于绝缘水平桌面上，并处在与其垂直的水平匀强磁场中当给细杆通以大小为I的电流时，杆所受的支持力恰好为零并处于静止状态重力加速度为g，求：(1)金属细杆受到安培力的方向；(2)金属细杆中电流的方向；(3)磁感应强度B的大小图11【解析】由重力和安培力平衡可得，安培力方向竖直向上再由左手定则可以判断电流方向为M指向N.由平衡条件得mgBIL，B.【答案】(1)竖直向上(2)M指向N(3)15(8分)如图12所示，宽度为d的有界匀强磁场，磁感应强度为B，MM和NN是它的两条边界现有质量为m，电荷量为q的带电粒子沿图示方向垂直磁场射入要使粒子不能从边界NN射出，则粒子入射速度v的最大值可能是多少图12【解析】题目中只给出粒子“电荷量为q”，未说明是带哪种电荷，若q为正电荷，轨迹是如图所示的上方与NN相切的圆弧，轨道半径：R又dRRcos 45解得v若q为负电荷，轨迹如图所示的下方与NN相切的圆弧，则有：RdRRcos 45解得v.【答案】(2)(q为正电荷)或(2)(q为负电荷)16(10分)(加试要求)某科研小组设计了一个粒子探测装置如图13甲所示，一个截面半径为R的圆筒(筒长大于 2R)水平固定放置，筒内分布着垂直于轴线的水平方向匀强磁场，磁感应强度大小为B.图乙为圆筒的入射截面，图丙为竖直方向过筒轴的切面质量为m，电荷量为q的正离子以不同的初速度垂直于入射截面射入筒内圆筒内壁布满探测器，可记录粒子到达筒壁的位置筒壁上的P点和Q点与入射面的距离分别为R和2R.(离子碰到探测器即被吸收，忽略离子间的相互作用)甲 乙丙图13(1)离子从O点垂直射入，偏转后到达P点，求该入射离子的速度v0；(2)离子从OC线上垂直射入，求位于Q点处的探测器接收到的离子的入射速度范围；(3)若离子以第(2)问求得范围内的速度垂直入射，从入射截面的特定区域入射的离子偏转后仍能到达距入射面为2R的筒壁位置，画出此入射区域的形状并求其面积. 【导学号：81370315】【解析】(1)离子运动的半径为RqBv0mv0.(2)离子以v1从C点入射时，才能到达Q点，偏转半径为R12RqBv1mv1从O点入射时，设半径为R2，根据题意得(R2R)2(2R)2RR2RqBv2mv2所以v.(3)当离子以的速度在偏离竖直线CO入射时，入射点与正下方筒壁的距离仍然为R.所以特定入射区域为图中阴影部分由几何关系得扇形面积：S1R2三角形面积：S2阴影部分总面积：S总2(S1S2).【答案】(1)(2)v(3)见解析图17(10分)(加试要求)如图14所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内，在第四象限存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度为B，方向垂直xOy平面向里，电场线平行于y轴，一质量为m、电荷量大小为q的带负电的小球，从y轴上的A点水平向右抛出，经x轴上的M点进入电场和磁场，恰能做匀速圆周运动，最后从y轴上的N点沿垂直于y轴的方向离开电场和磁场，ON之间的距离为L.小球过M点时速度方向与x轴正方向夹角为，不计空气阻力，重力加速度为g，求：图14(1)电场强度E的大小和方向；(2)小球从A点抛出时初速度v0的大小；(3)A点到x轴的高度h.【解析】(1)小球在电场和磁场中恰好做匀速圆周运动，其所受电场力与重力平衡，则有：Eqmg解得：E重力的方向竖直向下，电场力的方向应竖直向上，由于小球带负电，则电场强度方向竖直