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1、高二新课程物理单元过关检测卷（选修3-1四）第四单元 磁场 （90分钟 100分）一选择题（本题共10小题，每题4分，满分40分。每题所给的选项中，有的只有一个是正确的，有的有几个是正确的。将正确选项的序号选出填入题后的括号中。全部选对的得4分，部分选对的得2分，有错选或不选的得0分）1.指南针静止时，其位置如图中虚线所示若在其上方放置一水平方向的导线，并通以恒定电流，则指南针转向图中实线所示位置据此可能是 （ ）A.导线南北放置，通有向北的电流B.导线南北放置，通有向南的电流C.导线东西放置，通有向西的电流D.导线东西放置，通有向东的电流2磁场中某区域的磁感线，如图所示，则 （ ）Aa、b两
2、处的磁感应强度的大小不等，BaBbBa、b两处的磁感应强度的大小不等，BaBbC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3由磁感应强度的定义式可知，磁场中某处的磁感应强度的大小（ ）A随通电导线中的电流I的减小而增大B随IL乘积的减小而增大C随通电导线所受磁场力F的增大而增大D跟F、I、L的变化无关4如图所示的四种情况，通电导线均置于匀强磁场中，其中通电导线受安培力作用的是（ ）A B C D5质量为m、带电量为q的小球，从倾角为的光滑绝缘斜面上由静止下滑，整个斜面置于方向水平向外的匀强磁场中，其磁感强度为B，如图所示。若带电小球下滑后某时刻对
3、斜面的作用力恰好为零，下面说法中正确的是（ ）小球带正电小球在斜面上运动时做匀加速直线运动小球在斜面上运动时做加速度增大，而速度也增大的变加速直线运动则小球在斜面上下滑过程中，当小球对斜面压力为零时的速率为mgcosBqA B C D6用两个一样的弹簧吊着一根铜棒，铜棒所在虚线范围内有垂直于纸面的匀强磁场，棒中通以自左向右的电流，如图所示。当棒静止时，弹簧秤的读数为F1；若将棒中的电流方向反向，当棒静止时，弹簧秤的示数为F2，且F2F1，根据这两个数据，可以确定（ ）A磁场的方向 B磁感强度的大小C安培力的大小 D铜棒的重力PxyQR7.如图所示，三根通电直导线P、Q、R互相平行，通过正三角形
4、的三个顶点，三条导线通入大小相等，方向垂直纸面向里的电流；通电直导线产生磁场的磁感应强度B=KI/r，I为通电导线的电流强度，r为距通电导线的距离的垂直距离，K为常数；则R受到的磁场力的方向是（ ）A.垂直R，指向y轴负方向B.垂直R，指向y轴正方向C.垂直R，指向x轴正方向D.垂直R，指向x轴负方向8下图所示的是磁感应强度B、正电荷速度v和磁场对电荷的作用力F三者方向的相互关系图（其中B垂直于F与v决定的平面，B、F、v两两垂直）。其中正确的是（ ）9在光滑绝缘水平面上，一轻绳拉着一个带电小球绕竖直方向的轴在匀强磁场中做逆时针方向的水平匀速圆周运动，磁场方向竖直向下，其俯视图如图所示若小球运
5、动到点时，绳子突然断开，关于小球在绳断开后可能的运动情况，以下说法正确的是 ( )小球仍做逆时针匀速圆周运动，半径不变小球仍做逆时针匀速圆周运动，但半径减小小球做顺时针匀速圆周运动，半径不变小球做顺时针匀速圆周运动，半径减小10如图所示，在水平地面上方有正交的匀强电场和匀强磁场，匀强电场方向竖直向下，匀强磁场方向水平向里。现将一个带正电的金属小球从M点以初速度v0水平抛出，小球着地时的速度为v1，在空中的飞行时间为t1。若将磁场撤除，其它条件均不变，那么小球着地时的速度为v2，在空中飞行的时间为t2。小球所受空气阻力可忽略不计，则关于v1和v2、t1和t2的大小比较，以下判断正确的是（ ）Av
6、1v2，t1t2 Bv1v2，t1t2Cv1=v2，t1t2 Dv1=v2，t1t2二填空题（本题共3小题，每题4分，满分12分；将正确、完整的答案填入相应的横线中。）11某地地磁场的磁感应强度的水平分量是3.0l0-5T，竖直分量是4.010-5T，则地磁场磁感应强度的大小为_，方向为_，在水平面上，面积为5m2的范围内，地磁场的磁通量为_Wb。ILB+12.把长L0.15m的导体棒置于磁感应强度B1.010-2T的匀强磁场中，使导体棒和磁场方向垂直，如图所示。若导体棒中的电流I2.0A，方向向左，则导体棒受到的安培力大小F N，安培力的方向为竖直向 .（选填“上”或“下”）13如图所示，倾
7、角为的光滑绝缘斜面，处在方向垂直斜面向上的匀强磁场和方向未知的匀强电场中，有一质量为m、带电量为 - q的小球，恰可在斜面上做匀速圆周运动、其角速度为，那么，匀强磁场的磁感应强度的大小为 ，未知电场的最小场强的大小为 ，方向沿 。三科学探究与实验 （本题共2小题，满分10分）14如图所示，铜棒ab长0.1m，质量为610-2kg，两端与长为1m的轻铜线相连，静止于竖直平面上，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B=0.5T。现接通电源，使铜棒中保持有恒定电流通过，铜棒发生偏转。已知最大偏转角为370，则在此过程中铜棒的重力势能增加了_J；恒定电流的大小为_A。（不计空气阻力，sin37
8、0=0.6，cos370=0.8，g=10m/s2）Ox y z15.在同时存在匀强电场合匀强磁场的空间中取正交坐标系Oxyz（z轴正方向竖直向上），如图所示。已知电场方向沿z轴正方向，场强大小为E；磁场方向沿y轴正方向，磁感应强度的大小为B；重力加速度为g.问：一质量为m、带电量为+q的从原点出发的质点能否在坐标轴（x、y、z）上以速度v做匀速运动？若能，m、q、E、B、v及g应满足怎样的关系？若不能，说明理由.四、计算题：本题包括4个小题，共38分。要求写出必要的文字说明，方程式或重要的演算步骤，只写出最后答案的，不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。16（8分）如图，水
9、平放置的光滑的金属导轨M、N，平行地置于匀强磁场中，间距为d，磁场的磁感强度大小为B，方向与导轨平面夹为 ，金属棒ab的质量为m，放在导轨上且与导轨垂直。电源电动势为E，定值电阻为R，其余部分电阻不计。则当电键调闭合的瞬间，棒ab的加速度为多大？17（9分）如图所示，一束电子流以速率v通过一个处于矩形空间的匀强磁场，速度方向与磁感线垂直，且平行于矩形空间的其中一边，矩形空间边长分别为和，电子刚好从矩形的相对的两个顶点间通过，求电子在磁场中的飞行时间。18（10分）如图所示，在y0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xy平面并指向纸面外，磁感应强度为B。一带正电的粒子以速度v0从O点射入磁场，入
10、射方向在xy平面内，与x轴正向的夹角为。若粒子射出磁场的位置与O点的距离为L，求该粒子的电量和质量之比19. （11分）下图是导轨式电磁炮实验装置示意图两根平行长直金属导轨沿水平方向固定，其间安放金属滑块（即实验用弹丸）滑块可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触电源提供的强大电流从一根导轨流入，经过滑块，再从另一导轨流回电源滑块被导轨中的电流形成的磁场推动而发射在发射过程中，该磁场在滑块所在位置始终可以简化为匀强磁场，方向垂直于纸面，其强度与电流的关系为BkI，其中比例常量k2.5106T/A已知两导轨内侧间距为l3.0cm，滑块的质量为m30g，滑块沿导轨滑行5m后获得的发射速度为v=
11、3.0km/s（此过程视为匀加速运动）（1）求发射过程中金属滑块的加速度大小；（2）求发射过程中电源提供的电流强度大小；电 源lm（3）若电源输出的能量有9%转换为滑块的动能，则发射过程中电源的输出功率和输出电压各是多大？参考答案及评分标准：一、选择题1.B 2.B 3. D 4. ABD 5. B 6. ACD 7. A 8. D 9. ACD 10. D二、填空题115.0l0-5T（1分） 与竖直方向成37斜向下（或斜向上）（1分）， 2.010-4（2分）12.答案：3.010-3（2分），下（2分）13 （2分） （1分） 沿斜面向下（1分）三、实验探究题140.12（2分），9 （
12、3分）15.能沿x轴正向：Eq+Bqv=mg；（1分）能沿x轴负向：Eq=mg+Bqv；（1分）能沿y轴正向或负向：Eq=mg；（1分）不能沿z轴，因为电场力和重力的合力沿z轴方向，洛伦兹力沿x轴方向，合力不可能为零. （2分）四、计算题16解析：画出导体棒ab受力的截面图，如图所示导体棒ab所受安培力：F = BIL （3分）由牛顿第二定律得： Fsin=ma （2分）导体棒ab 中的电流： I=E/R （1分）得（2分）17解析：电子进入匀强磁场中作匀速圆周运动，轨迹如图，由几何关系得， （2分）解得电子运动半径，圆心角 （2分）电子在磁场中运动时间 （3分）将代入上式解得 （2分）18解
13、析： 带正电的粒子射入磁场后，由于受到洛伦兹力的作用，粒子将沿图示的轨迹运动，从A点射出磁场，O、A间的距离为L，射出时速度的大小仍为v0，射出方向与x轴的夹角仍为。由于洛伦兹力提供向心力，则：，R为圆轨道的半径，（4分）解得： （2分）圆轨道的圆心位于OA的中垂线上,，由几何关系可得： （2分）联立两式解得 （2分）19解析：（1）由匀加速运动公式 a9105m/s2（3分）（2）由安培力公式和牛顿第二定律，有 FIBlkI2l（2分）kI2lma（1分）因此 I6.0105A（1分）（3）滑块获得的动能是电源输出的能量转化的，所以Pt9%mv2（1分）发射过程中电源供电时间t102s（1分）所需的电源输出功率为P4.5108W（1分）（或PFv/9%mav/9%由功率P=IU，解得输出电压 U 750V（1分）
