《志鸿优化设计》2023届高考物理（重庆专用）第一轮复习第八章磁场单元检测（附答案）

第页单元检测八磁场(时间：60分钟总分值：100分)一、选择题(此题7小题，每题8分，共56分。在每题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全选对的得7分，选对但不全的得4分，有选错或不答的得0分)1．关于磁场和磁感线的描述，正确的说法是()A．磁感线从磁体的N极出发，终止于S极B．磁场的方向就是通电导体在磁场中某点受磁场作用力的方向C．沿磁感线方向，磁场逐渐减弱D．在磁场强的地方同一通电导体受的安培力可能比在磁场弱的地方受的安培力小2．以下四个实验现象中，不能说明电流能产生磁场的是()A．甲图中，导线通电后磁针发生偏转B．乙图中，通电导线在磁场中受到力的作用C．丙图中，当电流方向相同时，导线相互靠近D．丁图中，当电流方向相反时，导线相互远离3．(2023·德州模拟)如下图，通电导体棒静止于水平导轨上，棒的质量为m，长为l，通过的电流大小为I且垂直纸面向里，匀强磁场的磁感应强度B的方向与导轨平面成θ角，那么导体棒受到的()A．安培力大小为BIlB．安培力大小为BIlsinθC．摩擦力大小为BIlcosθD．支持力大小为mg－BIlcosθ4．粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍，两粒子均带正电，让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动。磁场方向垂直纸面向里。以下四个图中，能正确表示两粒子运动轨迹的是()5．空间存在垂直于纸面方向的均匀磁场，其方向随时间做周期性变化，磁感应强度B随时间t变化的图象如下图。规定B＞0时，磁场的方向穿出纸面。一电荷量q＝5π×10－7C、质量m＝5×10－10kg的带电粒子，位于某点O处，在t＝0时刻以初速度v0＝πm/s沿某方向开始运动。不计重力的作用，不计磁场的变化可能产生的一切其他影响。那么在磁场变化N个(NA．πm/sB.eq\f(π,2)m/sC．2eq\r(2)m/sD.eq\r(2)m/s6．(2023·烟台模拟)如下图，一束粒子(不计重力，初速度可忽略)缓慢通过小孔O1进入极板间电压为U的水平加速电场区域Ⅰ，再通过小孔O2射入相互正交的匀强电场和匀强磁场区域Ⅱ，其中磁场的方向如下图，磁感应强度大小可根据实际要求调节，收集室的小孔O3与O1、O2在同一条水平线上。那么()A．该装置可筛选出具有特定质量的粒子B．该装置可筛选出具有特定电荷量的粒子C．该装置可筛选出具有特定比荷的粒子D．该装置可筛选出具有特定动能的粒子7．(2023·和平区模拟)如下图，竖直放置的平行板电容器，A板接电源正极，B板接电源负极，在电容器中加一与电场方向垂直的、水平向里的匀强磁场。一批带正电的微粒从A板中点小孔C射入，射入的速度大小方向各不相同，考虑微粒所受重力，微粒在平行板A、B间运动过程中()A．所有微粒的动能都将增加B．所有微粒的机械能都将不变C．有的微粒可以做匀速圆周运动D．有的微粒可能做匀速直线运动二、非选择题(共44分)8．(12分)利用电场和磁场，可以将比荷不同的离子分开，这种方法在化学分析和原子核技术等领域有重要的应用。如下图的矩形区域ACDG(AC边足够长)中存在垂直于纸面的匀强磁场，A处有一狭缝。离子源产生的离子，经静电场加速后穿过狭缝沿垂直于GA边且垂直于磁场的方向射入磁场，运动到GA边，被相应的收集器收集。整个装置内部为真空。被加速的两种正离子的质量分别是m1和m2(m1＞m2)，电荷量均为q。加速电场的电势差为U，离子进入电场时的初速度可以忽略。不计重力，也不考虑离子间的相互作用。(1)求质量为m1的离子进入磁场时的速率v1；(2)当磁感应强度的大小为B时，求两种离子在GA边落点的间距s。9．(14分)(2023·上海单科)载流长直导线周围磁场的磁感应强度大小为B＝kI/r，式中常量k>0，I为电流强度，r为距导线的距离。在水平长直导线MN正下方，矩形线圈abcd通以逆时针方向的恒定电流，被两根等长的轻质绝缘细线静止地悬挂，如下图。开始时MN内不通电流，此时两细线内的张力均为T0。当MN通以强度为I1的电流时，两细线内的张力均减小为T1；当MN内的电流强度变为I2时，两细线的张力均大于T0。(1)分别指出强度为I1、I2的电流的方向；(2)求MN分别通以强度为I1和I2电流时，线框受到的安培力F1与F2大小之比；(3)当MN内的电流强度为I3时两细线恰好断裂，在此瞬间线圈的加速度大小为a，求I3。10．(18分)在电子显像管内部，由炽热的灯丝上发射出的电子在经过一定的电压加速后，进入偏转磁场区域，最后打到荧光屏上，当所加的偏转磁场的磁感应强度为零时，电子应沿直线运动打在荧光屏的正中心位置。但由于地磁场对带电粒子运动的影响，会出现在未加偏转磁场时电子束偏离直线运动的现象，所以在精密测量仪器的显像管中常需要在显像管的外部采取磁屏蔽措施以消除地磁场对电子运动的影响。电子质量为m、电荷量为e，从炽热灯丝发射出的电子(可视为初速度为零)经过电压为U的电场加速后，沿水平方向由南向北运动。假设不采取磁屏蔽措施，且地磁场磁感应强度的竖直向下分量的大小为B，地磁场对电子在加速过程中的影响可忽略不计。在未加偏转磁场的情况下，(1)试判断电子束将偏向什么方向；(2)求电子在地磁场中运动的加速度的大小；(3)假设加速电场边缘到荧光屏的距离为l，求在地磁场的作用下使到达荧光屏的电子在荧光屏上偏移的距离。

参考答案1．D解析：磁感线是闭合的曲线，没有出发点和终止点，A选项错。磁场的方向与通电导体在磁场中某点受磁场力的方向垂直，B选项错。磁感线的疏密可定性表示磁场强弱，不是沿磁感线方向磁场减弱，C选项错。通电导体在磁场中受的安培力最小为零，最大为BIl，同一通电导体在不同的磁场中安培力在零到BIl之间，由此可见D选项正确。2．B解析：甲图中小磁针发生偏转是由于受到了电流产生的磁场作用；丙、丁中两电流间的相互作用是通过电流产生的磁场发生的；乙图中导体棒受到力是由于受到了磁铁磁场作用，应选B。3．A解析：对导体棒受力分析如图，安培力F=BIl，A正确，B错误；根据平衡条件得：Ff=BIlsinθ，FN=mg+BIlcosθ，故C、D错误。4．A解析：由r＝eq\f(mv,qB)可知，粒子甲、乙运动的半径之比为2∶1，C、D错误。洛伦兹力提供向心力，由左手定那么判定A正确，B错误。5．C解析：带电粒子在磁场中运动的周期T＝eq\f(2πm,qB)＝eq\f(2π×5×10－10,5π×10－7×0.1)s＝2.0×10－2s。在磁场变化的一个周期内，带电粒子的位移为2eq\r(2)R，那么N个周期运动2eq\r(2)NR。根据洛伦兹力提供向心力得：qv0B＝eq\f(mv\o\al(2,0),R)，R＝eq\f(mv0,qB)＝eq\f(5×10－10×π,5π×10－7×0.1)m＝10－2m，所以粒子的平均速度eq\x\to(v)＝eq\f(2\r(2)NR,NTB)＝eq\f(2\r(2)R,TB)＝eq\f(2\r(2)×10－2,10×10－3)m/s＝2eq\r(2)m/s，C正确。6．C解析：设粒子从Ⅰ区内射出时的速度为v1，根据动能定理得：qU＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)，那么v1＝eq\r(\f(2qU,m))。粒子在Ⅱ区中做直线运动，满足qv1B＝qE，即eq\r(\f(2qU,m))＝eq\f(E,B)。上式中，U、E、B均为定值，故能筛选出具有特定比荷的粒子，C正确。7．D解析：微粒受重力、电场力和洛伦兹力。电场力可能对微粒做功，也可能不做功，故A、B错误。重力和电场力不可能平衡，C错误。重力、电场力、洛伦兹力有可能平衡，故D正确。8．答案：(1)eq\r(\f(2qU,m1))(2)eq\r(\f(8U,qB2))(eq\r(m1)－eq\r(m2))解析：(1)加速电场对离子m1做的功W＝qU由动能定理eq\f(1,2)m1veq\o\al(2,1)＝qU得v1＝eq\r(\f(2qU,m1))①(2)由牛顿第二定律和洛伦兹力公式qvB＝eq\f(mv2,R)，R＝eq\f(mv,qB)，利用①式得离子在磁场中的轨道半径分别为R1＝eq\r(\f(2m1U,qB2))，R2＝eq\r(\f(2m2U,qB2))②两种离子在GA上落点的间距s＝2R1－2R2＝eq\r(\f(8U,qB2))(eq\r(m1)－eq\r(m2))③9．答案：(1)I1的方向向左，I2的方向向右(2)I1∶I2(3)eq\f(T0(a－g),(T0－T1)g)I1解析：(1)I1方向向左，I2方向向右。(2)当MN中的电流为I时，线圈受到的安培力大小为F＝kIiL(eq\f(1,r1)－eq\f(1,r2))式中r1、r2分别为ab、cd与MN的间距，i为线圈中的电流，L为ab、cd的长度。eq\f(F1,F2)＝eq\f(I1,I2)(3)设MN中电流为I3时，线框所受安培力为F3，由题设条件有2T0＝G2T1＋F1＝GF3＋G＝eq\f(2T0,g)aeq\f(I1,I3)＝eq\f(F1,F3)＝eq\f((T0－T1)g,T0(a－g))I3＝eq\f(T0(a－g),(T0－T1)g)I1。10．答案：(1)东方(2)eq\f(eB,m)eq\r(\f(2eU,m))(3)eq\f(1,B)eq\r(\f(2mU,e))－eq\r(\f(2mU,eB2)－l2)解析：(1)根据左手定那么，可以判断出电子束将偏向东方。(2)设从加速电场射出的电子速度为v