山东省武城县第二中学高三物理一轮复习专题汇编 磁场.doc

磁场90分钟检测一、单项选择题1.质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具如图所示为质谱仪的原理示意图现利用这种质谱议对氢元素进行测量氢元素的各种同位素从容器a下方的小孔s，无初速度飘入电势差为的加速电场加速后垂直进入磁感强度为b的匀强磁场中氢的三种同位素最后打在照相底片d上，形成、三条“质谱线”关于三种同位素进人磁场时速度的排列顺序以及、三条“质谱线”的排列顺序，下列判断正确的是( )a进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氚、氘、氕b进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氘、氚、氕c、三条质谱线依次排列的顺序是氘、氚、氕d、三条质谱线依次排列的顺序是氚、氘、氕2.如图所示，a、b、c是等边三角形的三个顶点，o是a、b连线的中点以o为坐标原点，a、b连线为x轴，o、c连线为y轴，建立坐标系过a、b、c、o四个点各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等、方向向里的电流则过o点的通电直导线所受安培力的方向为()a沿y轴正方向 b沿y轴负方向c沿x轴正方向 d沿x轴负方向3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，通电直导线所受安培力的方向是()a竖直向上b竖直向下c水平向里d水平向外4(2014新课标15)关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是()a安培力的方向可以不垂直于直导线b安培力的方向总是垂直于磁场的方向c安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关d将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半5.带电质点在匀强磁场中运动，某时刻速度方向如图所示，所受的重力和洛伦兹力的合力恰好与速度方向相反，不计阻力，则在此后的一小段时间内，带电质点将()a可能做直线运动b可能做匀减速运动c一定做曲线运动d可能做匀速圆周运动6如图所示，三个速度大小不同的同种带电粒子，沿同一方向从图中长方形区域的匀强磁场上边缘射入，当它们从下边缘飞出时对入射方向的偏角分别为90、60、30，则它们在磁场中运动的时间之比为()a111 b123c321 d173(2014新课标16)如图所示，mn为铝质薄平板，铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场(未画出)一带电粒子从紧贴铝板上表面的p点垂直于铝板向上射出，从q点穿越铝板后到达pq的中点o.已知粒子穿越铝板时，其动能损失一半，速度方向和电荷量不变不计重力铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为()a2 b.c1 d.8如图所示的圆形区域里匀强磁场方向垂直于纸面向里，有一束速率各不相同的质子自a点沿半径方向射入磁场，这些质子在磁场中()a运动时间越长，其轨迹对应的圆心角越大b运动时间越长，其轨迹越长c运动时间越短，射出磁场区域时速度越小d运动时间越短，射出磁场区域时速度的偏转角越大二多项选择题9如图所示为电磁轨道炮的工作原理图待发射弹体与轨道保持良好接触，并可在两平行轨道之间无摩擦滑动电流从一条轨道流入，通过弹体后从另一条轨道流回轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道平面的磁场(可视为匀强磁场)，磁感应强度的大小与电流i成正比通电的弹体在安培力的作用下离开轨道，则下列说法正确的是()a弹体向左高速射出bi为原来的2倍，弹体射出的速度也为原来的2倍c弹体的质量为原来的2倍，射出的速度也为原来的2倍d轨道长度l为原来的4倍，弹体射出的速度为原来的2倍10如图所示，在光滑水平面上一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时磁铁对水平面的压力为fn1，现在磁铁左上方位置固定一导体棒，当导体棒中通以垂直纸面向里的电流后，磁铁对水平面的压力为fn2，则以下说法正确的是 ()a弹簧长度将变长 b弹簧长度将变短cfn1fn2 dfn1fn211.如图所示，在匀强磁场中有1和2两个质子在同一平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，轨道半径r1r2并相切于p点，设t1、t2，v1、v2，a1、a2，t1、t2分别表示1、2两个质子的周期，线速度，向心加速度以及各自从经过p点算起到第一次通过图中虚线mn所经历的时间，则()at1t2 bv1v2ca1a2 dt1r2，则v1v2，b错误由a，t，得av，则a1a2，c正确又两质子的周期相同，由题图知质子1从经过p点算起到第一次通过图中虚线mn所转过的圆心角比质子2小，由tt知，t1t2，d正确12.答案abd解析若圆环所受洛伦兹力等于重力，圆环与粗糙细杆压力为零，摩擦力为零，圆环克服摩擦力做的功为零，选项a正确；若圆环所受洛伦兹力不等于重力，圆环与粗糙细杆压力不为零，摩擦力不为零，圆环以初速度v0向右做减速运动若开始圆环所受洛伦兹力小于重力，则一直减速到零，圆环克服摩擦力做的功为mv，选项b正确；若开始圆环所受洛伦兹力大于重力，则减速到洛伦兹力等于重力达到稳定，稳定速度v，由动能定理可得圆环克服摩擦力做的功为wmvmv2m(v)，选项c错误，d正确13.答案ad解析当粒子斜向上进入磁场运动轨迹与右边界相切和粒子沿y轴负方向射入磁场时，粒子从右边界射出的范围最大，画出粒子的运动轨迹(如图所示)并根据几何关系可求出，在右边界8 cmy8 cm范围内有粒子射出，选项a正确，选项b错误；当粒子斜向上进入磁场，运动轨迹与右边界相切时，可求出粒子从左边界y16 cm处射出，当粒子的速度方向与y轴正方向的夹角减小时，粒子从左边界射出的出射点向下移动，直到夹角为零时，粒子直接从o点射出，所以选项c错误，选项d正确本题答案为a、d.14.答案ac解析根据左手定则，电子、正电子进入磁场后所受洛伦兹力的方向相反，故两者的偏转方向不同，选项a正确；根据qvb，得r，若电子与正电子在磁场中的运动速度不相等，则轨迹半径不相同，选项b错误；对于质子、正电子，它们在磁场中运动时不能确定mv的大小，故选项c正确；粒子的mv越大，轨迹半径越大，而mv，粒子的动能大，其mv不一定大，选项d错误15.ad16.答案3 r5 解析分别画出ab杆在恰好不下滑和恰好不上滑这两种情况下的受力分析图，如图所示，当ab杆恰好不下滑时，如图甲所示由平衡条件得沿斜面方向mgsin fn1f安1cos 垂直斜面方向fn1mgcos f安1sin 而f安1bl，解得r15 .当ab杆恰好不上滑时，如图乙所示由平衡条件得沿斜面方向mgsin fn2f安2cos 垂直斜面方向fn2mgcos f安2sin 而f安2bl，解得r23 .所以，要使ab杆保持静止，r的取值范围是3 r5 .17.答案(1)3.2106 m/s30(2)3.27108 s2.68102 m解析粒子所受的洛伦兹力fqvb8.71014 n，远大于粒子所受的重力g1.71026 n，因此重力可忽略不计(1)由于洛伦兹力不做功，所以带电粒子离开磁场时速度仍为3.2106 m/s由qvbm得轨迹半径r m0.2 m由题图可知偏转角满足sin 0.5，故30.(2)带电粒子在磁场中运动的周期t可见带电粒子在磁场中运动的时间ttt s3.27108 s离开磁场时偏离入射方向的