《2019届高三物理一轮复习单元质检九磁场 》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019届高三物理一轮复习单元质检九磁场 （10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、单元质检九磁场(时间:45分钟满分:100分)单元质检第18页一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第15题只有一项符合题目要求,第68题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.中国宋代科学家沈括在梦溪笔谈中最早记载了地磁偏角:“以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也。”进一步研究表明,地球周围地磁场的磁感线分布示意如图。结合上述材料,下列说法不正确的是()A.地理南、北极与地磁场的南、北极不重合B.地球内部也存在磁场,地磁南极在地理北极附近C.地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行D.地磁场对射向地球赤道的带电
2、宇宙射线粒子有力的作用答案C解析根据题干知地磁南北极与地理南北极不重合,且地磁南极在地理北极附近,A、B选项符合物理事实。射向赤道的带电宇宙射线粒子,会受到地球磁场施加的洛伦兹力作用,D选项符合物理规律。而C选项中,地球表面任意位置的磁场方向为该点磁感线的切线方向,除了赤道位置与地球表面平行,其他都不平行。本题选不正确选项,故选C。2.(2017广东七校联考)真空中两根金属导线平行放置,其中一根导线中通有恒定电流。在导线所确定的平面内,一电子从P点运动的轨迹的一部分如图中的曲线PQ所示,则一定是()A.ab导线中通有从a到b方向的电流B.ab导线中通有从b到a方向的电流C.cd导线中通有从c到
3、d方向的电流D.cd导线中通有从d到c方向的电流答案C解析通过观察电子的运动轨迹,靠近导线cd处,电子的偏转程度大,说明靠近cd处偏转半径较小;在磁场中运动的电子所受洛伦兹力永远不做功,故电子速率不变,由带电粒子在磁场中运动的半径公式r=知,偏转半径小说明cd处磁感应强度较大,所以cd导线中通有电流;根据曲线运动的特点,合外力指向弧内,即洛伦兹力指向左侧,根据左手定则可知cd左侧区域磁场方向垂直纸面向里,再由安培定则可知,电流的方向从c到d,故C项正确。3.如图所示,一个边长为l、三边电阻相同的正三角形金属框放置在磁感应强度为B的匀强磁场中。若通以图示方向的电流(从A点流入,从C点流出),电流
4、为I,则金属框受到的磁场力为()A.0B.IlBC.IlBD.2IlB答案B解析金属框三边电阻相同,则AC、ABC两段导线上流过的电流分别为I和I,导线ABC段的有效长度为2lsin 30=l,所以该正三角形通电导线受到的安培力大小为IlB+IlB=IlB,故B正确。4.(2017北京丰台区统练)如图所示,甲、乙两个带等量异种电荷而质量不同的带电粒子,以相同的速率经小孔P垂直磁场边界MN,进入方向垂直纸面向外的匀强磁场,在磁场中做匀速圆周运动,并垂直磁场边界MN射出磁场,运动轨迹如图中虚线所示。不计粒子所受重力及空气阻力,下列说法正确的是()A.甲带负电荷,乙带正电荷B.甲的质量大于乙的质量C
5、.洛伦兹力对甲做正功D.甲在磁场中运动的时间等于乙在磁场中运动的时间答案B解析甲、乙等量异种电荷在同一磁场中受洛伦兹力运动,洛伦兹力的方向不同,根据左手定则,可以判断甲带正电荷,乙带负电荷,故A项错误;洛伦兹力方向始终垂直于粒子的速度方向,对甲、乙都不做功,故C项错误;粒子在磁场中的运动半径为r=,甲、乙电荷量和速率相同,甲的运动半径大,所以甲的质量大于乙的质量,故B项正确;粒子在磁场中运动的周期T=,甲、乙都运动了半个周期,由于周期不等,所以两者在磁场中运动的时间不相等,故D项错误。5.(2017江苏无锡模拟)右图为某种质谱仪的工作原理示意图。此质谱仪由以下几部分构成:粒子源N;P、Q间的加
6、速电场;静电分析器,即中心线半径为r的圆形通道,通道内有均匀辐射电场,方向沿径向指向圆心O,且与圆心O等距的各点电场强度大小相等;磁感应强度为B的有界匀强磁场,方向垂直纸面向外;胶片M。由粒子源发出的不同带电粒子,经加速电场加速后进入静电分析器,某些粒子能沿中心线通过静电分析器并经小孔S垂直磁场边界进入磁场,最终打到胶片上的某点。粒子从粒子源发出时的初速度不同,不计粒子所受重力。下列说法正确的是()A.从小孔S进入磁场的粒子速度大小一定相等B.从小孔S进入磁场的粒子动能一定相等C.打到胶片上同一点的粒子速度大小一定相等D.打到胶片上位置距离O点越远的粒子,比荷越大答案C解析从小孔S进入磁场,说
7、明粒子在电场中运动半径相同,在静电分析器中,qE=,无法判断出粒子的速度和动能是否相等,选项A、B错误;打到胶片上同一点的粒子,在磁场中运动半径相同,由qvB=m,得r=,联立qE=,可得r=,所以打到胶片上同一点的粒子速度相等,与比荷无关,选项C正确,选项D错误。6.如图所示,两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的M、N两小孔中,O为M、N连线中点,连线上a、b两点关于O点对称;导线均通有大小相等、方向向上的电流;已知长直导线在周围产生的磁场的磁感应强度B=k,式中k是常量、I是导线中电流、r为点到导线的距离;一带正电的小球以初速度v0从a点出发沿连线运动到b点。关于上述过程,下列说法正确
8、的是()A.小球一直做匀速直线运动B.小球先做加速运动后做减速运动C.小球对桌面的压力一直在增大D.小球对桌面的压力先减小后增大答案AC解析根据右手螺旋定则可知直线M附近的磁场方向垂直于MN向里,直线N附近的磁场方向垂直于MN向外,磁场大小先减小过O点后反向增大,根据左手定则可知,带正电的小球受到的洛伦兹力方向开始向上,过O点后洛伦兹力的方向向下。由此可知,小球将做匀速直线运动,小球对桌面的压力一直在增大,故A、C正确,B、D错误。故选A、C。7.(2017安徽六校教育研究会第一次联考)如图所示,在x轴上方存在垂直于纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场,x轴下方存在垂直于纸面向外的磁感应强度为的
9、匀强磁场。一带负电的粒子质量为m,电荷量为q,从原点O与x轴成=30斜向上射入磁场,且在x轴上方运动半径为r(不计重力),则()A.粒子经偏转一定能回到原点OB.粒子完成一次周期性运动的时间为C.粒子在x轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为12D.粒子第二次射入x轴上方磁场时,沿x轴方向前进了3r答案BCD解析根据左手定则判断可知,粒子在第一象限沿顺时针方向运动,而在第四象限沿逆时针方向运动,故不可能回到原点O,故A错误。因第四象限中磁感应强度为第一象限中的一半,故第四象限中的轨迹半径为第一象限中轨迹半径的2倍,如图所示,由几何关系可知,负电荷在第一象限轨迹所对应的圆心角为60,在第四象限轨迹
10、所对应的圆心角也为60,在一个周期内,粒子在第一象限运动的时间为t1=T=;同理,在第四象限运动的时间为t2=T=;完成一次周期性运动的时间为t1+t2=,故B正确。由r=,知粒子做圆周运动的半径与B成反比,则粒子在x轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为12,故C正确。根据几何知识得:粒子第二次射入x轴上方磁场时,沿x轴前进的距离为x=r+2r=3r,故D正确。8.(2017山东德州期末)右图是一个回旋加速器示意图,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()A.它们的最大速度相同B.它们的最大动能相同C.两次
11、所接高频电源的频率相同D.仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能答案AC解析由r=得最大速度v=,两粒子的相同,所以最大速度相同,A正确;最大动能Ek=mv2,因为两粒子的质量不同,最大速度相同,所以最大动能不同,B错误;高频电源的频率f=,因为相同,所以两次所接高频电源的频率相同,C正确;粒子的最大动能与高频电源的频率无关,D错误。二、实验题(10分)9.利用霍尔效应可以测量磁感应强度。如图甲所示,将导体置于磁场中,沿垂直磁场方向通入电流,在导体中垂直于电流和磁场的方向上会产生一个纵向电势差UH,这种现象叫霍尔效应。导体材料中单位体积内的自由电荷数目为n,自由电荷所带电荷量为q,将k=定义
12、为霍尔系数。利用霍尔系数k已知的材料制成探头,其工作面(相当于图甲中垂直磁场的abba面)的面积可以做到很小,因此可用来较精确测量空间某一位置的磁感应强度。图乙为一种利用霍尔效应测磁感应强度的仪器,其中的探头固定在探杆的前端,且使探头的工作面与探杆垂直。这种仪器既可以控制通过探头的电流I的大小,又可以测出探头所产生的霍尔电势差UH,并自动计算出探头所测位置磁场的磁感应强度大小。(1)在利用上述仪器测量磁感应强度的过程中,对探杆的放置方位的要求是。(2)计算所测位置磁感应强度,除了k、I、UH外,还需要知道哪个物理量(请填写下面选项前的字母)。A.探头沿磁场方向的厚度lB.探头产生电势差两面间的
13、距离hC.探头沿电流方向的长度l0用上述物理量表示所测磁感应强度大小B=。答案(1)使探杆与磁场方向平行(或调整探杆的放置方位使霍尔电势差达到最大)(2)A解析(1)由题给信息易知,应使探杆与磁场方向平行(或调整探杆的放置方位使霍尔电势差达到最大);(2)自由电荷在运动过程中受到的电场力和洛伦兹力是一对平衡力,即qvB=q,I=nqvhl,k=,联立可得B=。所以还需要知道l。三、计算题(本题共3小题,共42分)10.(12分)(2017辽宁五校协作体联考)如图所示,在xOy平面第一象限内有平行于y轴的匀强电场和垂直于xOy平面的匀强磁场,匀强电场的电场强度为E。一电荷量为+q的小球从y轴上离
14、坐标原点距离为l的A点处,以沿x轴正方向的初速度进入第一象限,如果电场和磁场同时存在,小球将做匀速圆周运动,并从x轴上距坐标原点的C点离开磁场。如果只撤去磁场,并且将电场反向,带电小球以相同的初速度从A点进入第一象限,仍然从x轴上距坐标原点的C点离开电场。求:(1)小球从A点出发时的初速度大小;(2)磁感应强度B的大小。答案(1)(2)解析(1)由带电小球做匀速圆周运动知mg=qE所以电场反向后,由牛顿第二定律有mg+qE=ma小球做类平抛运动有l=at2=v0t由联立得v0=。(2)带电小球做匀速圆周运动时,洛伦兹力提供向心力,则qv0B=由几何知识得(l-r)2+l2=r2由得B=。11.
15、(14分)如图,A、C两点分别位于x轴和y轴上,OCA=30,OA的长度为l。在OCA区域内有垂直于xOy平面向里的匀强磁场。质量为m、电荷量为q的带正电粒子,以平行于y轴的方向从OA边射入磁场。已知粒子从某点射入时,恰好垂直于OC边射出磁场,且粒子在磁场中运动的时间为t0。不计重力。(1)求磁场的磁感应强度的大小;(2)若粒子先后从两不同点以相同的速度射入磁场,恰好从OC边上的同一点射出磁场,求该粒子这两次在磁场中运动的时间之和;(3)若粒子从某点射入磁场后,其运动轨迹与AC边相切,且在磁场内运动的时间为t0,求粒子此次入射速度的大小。答案(1)(2)2t0(3)解析(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动,在时间t0内其速度方向改变了90,故其周期T=4t0设磁感应强度大小为B,粒子速度为v,圆周运动的半径为r,由洛伦兹力公式和牛顿运动定律得qvB=m匀速圆周运动的速度满足v=联立式得B=。甲(2)设粒子从OA边两个不同位置射入磁场,能从OC边上的同一点P射出磁场,粒子在磁场
