高考物理一轮复习 第九章 磁场单元综合检测试题

第九章磁场一、选择题(每小题6分,共60分)1.(2015·黄山期末检测)在磁场中某区域的磁感线如图所示,则 (B)A.a、b两处的磁感应强度的大小不等,Ba>BbB.a、b两处的磁感应强度的大小不等,Ba<BbC.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大D.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小【解析】磁感线的疏密程度表示B的大小,但安培力的大小除跟该处B的大小和I、L有关外,还跟导线放置的方向与B的方向的夹角有关,C、D项错误;由a、b两处磁感线的疏密程度可判断出Bb>Ba,B项正确,A项错误。2.两根互相平行的通电长直导线A、B垂直于纸面放置,电流相同。OO'是AB连线的中垂线,沿OO'方向磁感应强度的大小 (D)A.逐渐变大 B.逐渐变小C.先变小后变大 D.先变大后变小【解析】根据磁感应强度的叠加原理可知,在O点合磁感应强度为零,在无穷远处合磁感应强度也为零,在中垂线OO'上其他点合磁感应强度的方向是垂直于OO'水平向右,故沿OO'方向磁感应强度的大小先变大后变小,D项正确。3.下图中分别标明了通电直导线中电流I、匀强磁场的磁感应强度B和电流所受安培力F的方向,其中正确的是 (A)【解析】磁场方向垂直纸面向里,电流方向水平向右,根据左手定则,安培力的方向竖直向上,A项正确;磁场方向垂直纸面向外,电流方向垂直纸面向里,电流方向与磁场方向平行,不受安培力,B项错误;磁场方向水平向左,电流方向垂直纸面向外,根据左手定则,安培力的方向竖直向下,C项错误;磁场方向竖直向上,电流方向水平向右,根据左手定则,安培力的方向垂直纸面向外,D项错误。4.如图所示,两平行光滑金属导轨固定在绝缘斜面上,导轨间距为L,劲度系数为k的轻质弹簧上端固定,下端与水平直导体棒ab相连,ab质量为m,弹簧与导轨平面平行并与ab垂直,直导体棒垂直跨接在两导轨上,空间存在垂直导轨平面斜向上的匀强磁场,闭合开关S后导体棒中的电流为I,导体棒平衡时,弹簧伸长量为x1,调转图中电源极性使棒中电流反向,导体棒中电流仍为I,导体棒平衡时弹簧伸长量为x2。忽略回路中电流产生的磁场,则磁感应强度B的大小为 (D)A. B.C. D.【解析】对导体棒进行受力分析,受重力、支持力、安培力和弹簧弹力而平衡,当弹簧伸长量为x1时,有mgsinθ=kx1+BIL,当弹簧伸长量为x2时,有mgsinθ+BIL=kx2,解得B=,D项正确。5.(2015·庆阳模拟)如图所示,一电子束垂直于电场线与磁感应线方向入射后偏向A极板,为了使电子束沿射入方向做直线运动,可采用的方法是 (D)A.将变阻器滑动头P向右滑动B.将变阻器滑动头P向左滑动C.将极板间距离适当减小D.将极板间距离适当增大【解析】电子入射极板后,偏向A极板,说明Eq>Bvq,由E=可知,减小场强E的方法有增大极板间距离和减小极板间电压,故C项错误,D项正确;而移动滑动头P并不能改变板间电压,故A、B项错误。6.(2016·东北师范大学附属中学月考)如图所示,铜质导电板置于匀强磁场中,通电时铜板中电流方向向下,由于磁场的作用,则 (C)A.板左侧聚集较多电子,使b点电势高于a点B.板左侧聚集较多电子,使a点电势高于b点C.板右侧聚集较多电子,使a点电势高于b点D.板右侧聚集较多电子,使b点电势高于a点【解析】铜板导电靠的是自由电子的定向移动,电流方向向下,则电子相对磁场定向移动方向向上,根据左手定则,电子受洛伦兹力方向向右,致使铜板右侧聚集较多电子,板中逐渐形成方向向右的水平电场,直到定向移动的自由电子受到的洛伦兹力与水平电场力平衡为止,所以由于磁场的作用,整个铜板左侧电势高于右侧,即φa>φb,C项正确。7.(多选)如图,空间中存在正交的匀强电场E和匀强磁场B(匀强电场水平向右),在竖直平面内从a点沿ab、ac方向抛出两带电小球(不考虑两带电小球的相互作用,两球电荷量始终不变),关于小球的运动,下列说法正确的是 (AC)A.沿ab、ac方向抛出的带电小球都可能做直线运动B.只有沿ab抛出的带电小球才可能做直线运动C.沿ac做直线运动的小球带负电,且一定是匀速运动D.两小球在运动过程中机械能均守恒【解析】沿ab方向抛出的带正电小球,或沿ac方向抛出的带负电的小球,在重力、电场力、洛伦兹力作用下,合力均可能为零,所以可能做匀速直线运动,A项正确,B项错误;在重力、电场力、洛伦兹力三力都存在时的直线运动一定是匀速直线运动,C项正确;两小球在运动过程中除重力做功外还有电场力做功,故机械能不守恒,D项错误。8.(多选)如图所示,在x轴上方存在磁感应强度为B的匀强磁场,一个电子(质量为m,电荷量为q)从x轴上的O点以速度v斜向上射入磁场中,速度方向与x轴的夹角为45°并与磁场方向垂直。电子在磁场中运动一段时间后,从x轴上的P点射出磁场。则 (AC)A.电子在磁场中运动的时间为B.电子在磁场中运动的时间为C.O、P两点间的距离为D.O、P两点间的距离为【解析】由题图可知,电子在磁场中运动所转过的圆心角为90°,根据T=,C项正确,D项错误。9.(2015·重庆一中月考)(多选)某制药厂的污水(含有正、负离子)处理站的管道中安装了如图所示的流量计,该装置由绝缘材料制成,左右两端开口。在垂直于上下底面方向加匀强磁场,在前后两个面的内侧固定有金属板作为电极,通过测量两电极间稳定时的电压U,就可计算出污水的流量Q(单位时间内流过的污水体积)。当污水自左向右匀速流过时,下列说法正确的是 (AC)A.后表面的电势一定高于前表面的电势B.若污水中正负离子数相同,则前后表面的电势差为零C.两个电极间的电压U与污水流量Q成正比D.污水中单位体积内的离子数越多,两电极间的电压U越大【解析】根据左手定则,可得正离子向后表面聚集,负离子向前表面聚集,后表面的电势一定高于前表面的电势,和污水中正负离子数目无关,A项正确,B项错误;两电极间离子稳定时,q=qvB可得,两电极间的电压U与污水中单位体积内的离子数无关,D项错误。10.(多选)一个用于加速质子的回旋加速器,其核心部分如图所示,D形盒半径为R,垂直D形盒的匀强磁场的磁感应强度为B,两盒分别与交流电源相连。下列说法正确的是 (AC)A.质子被加速后的最大速度随B、R的增大而增大B.若加速电压提高到4倍,其他条件不变,则粒子获得的最大速度就提高2倍C.从D形盒边缘飞出的质子动能最大,最大动能为D.质子每次经过D形盒间隙时都能得到加速,故在磁场中做圆周运动一周所用时间越来越小【解析】设质子被加速后的最大速度为vm,当半径为R时,qvmB=mmmkm,与v无关,D项错误。二、计算题(每小题20分,共40分)11.(2015·济南二模)如图所示,在xOy坐标系中,x轴上N点到O点的距离是12cm,虚线NP与x轴负向的夹角是30°。第Ⅰ象限内NP的上方有匀强磁场,磁感应强度B=1T,第Ⅳ象限有匀强电场,方向沿y轴正向。一质量为m=8×10-10kg,电荷量q=1×10-4C带正电粒子,从电场中M(12,-8)点由静止释放,经电场加速后从N点进入磁场,又从y轴上P(1)粒子在磁场中运动的速度v;(8分)(2)粒子在磁场中运动的时间t;(6分)(3)匀强电场的电场强度E。(6分)解:(1)粒子在磁场中的轨迹如图,由几何关系,得粒子做圆周运动的轨道半径R=×12cm由qvB=m得v=104(2)粒子在磁场中运动轨迹所对圆心角为120°,则有t==1.6×10-5s(3)由qEd=mv2得E==5×103V/m12.如图所示,在一半径为R的圆形区域内有磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直纸面向外。一束质量为m、电荷量为q的带正电粒子沿平行于直径MN的方向进入匀强磁场,粒子的速度大小不同,重力不计。入射点P到直径MN的距离为h。(1)某粒子经过磁场射出时的速度方向恰好与其入射方向相反,求粒子的入射速度大小;(6分)(2)求恰好能从M点射出的粒子的入射速度大小