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1、2019届高三物理一轮复习 单元评估检测（九）磁场一、选择题(本题共10小题,每小题6分,共60分。16题为单选题,710题为多选题)1.月球表面周围没有空气,它对物体的引力仅为地球上的,月球表面没有磁场,根据这些特征,在月球上,如图所示的四种情况能够做到的是()【解析】选D。月球表面没有磁场,在月球上就不能用指南针定向,所以A错误;月球表面周围没有空气,所以无法使用电风扇吹风,而声音也无法传播,所以B、C均不对,只有选项D正确。2.如图所示,空间中有垂直纸面向里的匀强磁场,一不可伸缩的软导线绕过纸面内的小动滑轮P(可视为质点),两端分别拴在纸面内的两个固定点M、N处,并通入由M到N的恒定电流
2、I,导线PM和PN始终伸直。现将P从左侧缓慢移动到右侧,在此过程中导线MPN受到的安培力大小()A.始终不变B.逐渐增大C.先增大后减小D.先减小后增大【解析】选A。在P从左侧缓慢移动到右侧的过程中,导线MPN受到的安培力可等效为直导线MN通过电流I时受到的安培力,即导线MPN受到的安培力大小始终不变,选项A正确。3.如图所示,一块通电的铜板放在磁场中,板面垂直于磁场,板内通有如图所示方向的电流,a、b是铜板左、右边缘的两点,则()A.电势abB.电势baC.电流增大时,|a-b|减小D.其他条件不变,将铜板改为NaCl水溶液时,电势结果仍然一样【解析】选B。因金属导电的载流子是自由电子,自由
3、电子的运动方向与电流方向相反,由左手定则判定,自由电子所受洛伦兹力方向向左,因此铜板左侧聚集电子,右侧带正电,形成电场,且ba;待自由电子所受洛伦兹力与静电力相等,达到稳定状态时,qvB=qE=q,I=nSqv,电流增大时,|a-b|增大。而将铜板改为NaCl水溶液导电时,溶液中电离出正、负离子,是正、负离子在导电,正离子运动方向与电流方向一致,负离子运动方向与电流方向相反,因而根据左手定则知正、负离子都向左边偏转,电荷量中和,所以两边无电势差。故选B。4.四根等长的导线固定在正方体的四条沿x轴方向的棱上,并通以等大的电流,方向如图所示。正方体的中心O处有一粒子源在不断地沿x轴负方向喷射电子,
4、则电子刚被喷射出时受到的洛伦兹力方向为导学号42722642()A.沿y轴负方向B.沿y轴正方向C.沿z轴正方向D.沿z轴负方向【解析】选B。沿x轴负方向观察,根据右手螺旋定则,判断出四根导线在O点产生的合磁场方向沿z轴负方向,电子初速度方向沿x轴负方向,即垂直纸面向里,根据左手定则,判断出洛伦兹力方向沿y轴正方向,选项B正确。5.(2017漳州模拟)两粗糙且绝缘的斜面体ABC与CDE固定在水平地面上,两斜面在C点平滑相连,两斜面倾角相同,粗糙程度相同,一可视为质点的带负电的物块在斜面顶端B处无初速度释放,第一次可上滑到最高点F处,则关于物块的运动情况,下列说法正确的是()A.若空间存在垂直纸
5、面向里的匀强磁场,物块第一次上滑到的最高点仍为FB.若空间存在垂直纸面向里的匀强磁场,物块第一次上滑到的最高点比F点高C.若空间存在竖直向上的匀强电场,物块第一次上滑到的最高点仍为FD.若空间存在竖直向上的匀强电场,物块第一次上滑到的最高点比F点高【解析】选C。若空间存在垂直纸面向里的匀强磁场,物块受到一个垂直斜面向下的洛伦兹力,因此物块受到的平均摩擦力大于没有磁场时受到的摩擦力,因此物块第一次上滑到最高点比F点低,选项A、B错误;空间没有电场时,设物块从开始运动到F点路程为s,高度差为h,则mgh-mgcoss=0-0,解得=cos,若空间存在竖直向上的匀强电场,设物块从开始运动到第一次上滑
6、到最高点运动路程为s,高度差为h,则(mg+qE)h-(mg+qE)coss=0-0,解得=cos,因此可判断出若空间存在竖直向上的匀强电场,物块第一次上滑到的最高点仍为F,选项C正确,D错误。6.如图所示,在x轴上方垂直于纸面向外的匀强磁场,两带电量相同而质量不同的粒子以相同的速度从O点以与x轴正方向成1=60角在图示的平面内射入x轴上方时,发现质量为m1的粒子从a点射出磁场,质量为m2的粒子从b点射出磁场。若另一与a、b带电量相同而质量不同的粒子以相同速率与x轴正方向成2=30角射入x轴上方时,发现它从ab的中点c射出磁场,则该粒子的质量应为(不计所有粒子重力作用)导学号42722643(
7、)A.m1+m2B.(m1+m2)C.(m1+m2)D.(m1+m2)【解析】选C。粒子做匀速圆周运动,轨迹如图:故质量为m1、m2、m3的粒子轨道半径分别为:R1=L,R2=,R3=L+,故:(R1+R2)=2R3粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,故:qvB=m1,qvB=m2,qvB=m3,联立解得:m3=(m1+m2),故选C。7.如图所示,在等腰三角形abc区域内有垂直纸面向外的匀强磁场,d是ac上任意一点,e是bc上任意一点。大量相同的带电粒子从a点以相同方向进入磁场,由于速度大小不同,粒子从ac和bc上不同点离开磁场。不计粒子重力,则从c点离开的粒子在三角形abc
8、磁场区域内经过的弧长和运动时间,与从d点和e点离开的粒子相比较()A.经过的弧长一定大于从d点离开的粒子经过的弧长B.经过的弧长一定小于从e点离开的粒子经过的弧长C.运动时间一定大于从d点离开的粒子的运动时间D.运动时间一定大于从e点离开的粒子的运动时间【解析】选A、D。如图所示,若粒子从ac边射出,粒子依次从ac上射出时,半径增大而圆心角相同,弧长等于半径乘以圆心角,所以经过的弧长越来越大,运动时间t=T,运动时间相同,所以A正确,C错误;如果从bc边射出,粒子从b到c上依次射出时,弧长会先变小后变大,但都会小于从c点射出的弧长。圆心角也会变大,但小于从c点射出时的圆心角,所以运动时间变大,
9、故B错误,D正确。故选A、D。8.(2017鄂州模拟)光滑平行导轨水平放置,导轨左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连,右端与半径为L=20cm的两段光滑圆弧导轨相接,一根质量m=60g、电阻R=1、长为L的导体棒ab,用长也为L的绝缘细线悬挂,如图所示,系统空间有竖直方向的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T,当闭合开关S后,导体棒沿圆弧摆动,摆到最大高度时,细线与竖直方向成=53角,摆动过程中导体棒始终与导轨接触良好且细线处于张紧状态,导轨电阻不计,sin53=0.8, g=10m/s2,则导学号42722644()A.磁场方向一定竖直向下B.电源电动势E=3.0VC.导体棒在摆动过程
10、中所受安培力F=3ND.导体棒在摆动过程中电源提供的电能为0.048J【解析】选A、B。导体棒向右沿圆弧摆动,说明受到向右的安培力,由左手定则知该磁场方向一定竖直向下,A正确;导体棒摆动过程中只有安培力和重力做功,由动能定理知BILLsin-mgL(1-cos)=0,代入数值得导体棒中的电流为I=3A,由E=IR得电源电动势E=3.0V,B正确;由F=BIL得导体棒在摆动过程中所受安培力F=0.3N,C错误;由能量守恒定律知电源提供的电能W等于电路中产生的焦耳热Q和导体棒重力势能的增加量E的和,即W=Q+E,而E=mgL(1-cos) =0.048J,D错误。9.(2017许昌模拟)在一绝缘、
11、粗糙且足够长的水平管道中有一带电荷量为q、质量为m的带电球体,管道半径略大于球体半径。整个管道处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁感应强度方向与管道垂直,如图所示。现给带电球体一个水平速度v0,则在整个运动过程中,带电球体克服摩擦力所做的功可能为()导学号42722645A.0B.mC.mD.m【解析】选A、C。若球体所带电荷为正且qv0B=mg,则球体将不受摩擦力的作用,摩擦力做功可能为零,A正确;若球体带正电荷,且qv0Bmg,则当球体运动到v=时将做匀速直线运动,克服摩擦力做功为m-mv2=m;当球体带正电荷且qv0B,则下列说法中正确的是()A.液滴一定做匀速直线运动B.液滴一定带正电C
12、.电场线方向一定斜向上D.液滴也有可能做匀变速直线运动【解析】选A、B、C。带电液滴受竖直向下的重力G、沿电场线方向的电场力F、垂直于速度方向的洛伦兹力f,由于,这三个力的合力不可能沿带电液滴的速度方向,因此这三个力的合力一定为零,带电液滴做匀速直线运动,不可能做匀变速直线运动,故A正确,D错误;当带电液滴带正电,且电场线方向斜向上时,带电液滴受竖直向下的重力G、沿电场线向上的电场力F、垂直于速度方向斜向左上方的洛伦兹力f作用,这三个力的合力可能为零,带电液滴沿虚线l做匀速直线运动,如果带电液滴带负电或电场线方向斜向下时,带电液滴所受合力不为零,不可能沿直线运动,故B、C正确。【总结提升】复合
13、场中粒子重力是否考虑的三种情况(1)对于微观粒子,如电子、质子、离子等,因为其重力一般情况下与电场力或磁场力相比太小,可以忽略;而对于一些实际物体,如带电小球、液滴、金属块等一般应当考虑其重力。(2)在题目中有明确说明是否要考虑重力的,这种情况按题目要求处理即可。(3)不能直接判断是否要考虑重力的,在进行受力分析与运动分析时,要结合运动状态,确定是否要考虑重力。二、计算题(本题共2小题,共40分。需写出规范的解题步骤)11.(20分)传送带和水平面的夹角为37,完全相同的两轮和传送带的切点A、B间的距离为24m,B点右侧(B点在场的边缘)有一上下无限宽、左右边界间距为d的正交匀强电场和匀强磁场
14、,电场方向竖直向上,匀强磁场垂直于纸面向里,磁感应强度B=103T。传送带在电机带动下,以4m/s速度顺时针匀速运转,现将质量为m=0.1kg,电荷量q=+10-2C的物体(可视为质点)轻放于传送带的A点,已知物体和传送带间的动摩擦因数为=0.8,物体在运动过程中电荷量不变,重力加速度取g=10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8。导学号42722646(1)求物体从A点传送到B点的时间。(2)若物体从B点进入复合场后做匀速圆周运动,则所加的电场强度的大小E应为多少?若物体仍然从复合场的左边界出复合场,则场的右边界距B点的水平距离d至少等于多少?【解析】(1)物体在传送带上做加速运动,由牛顿第二定律有mgcos37-mgsin37=ma(2分)得a=gcos37-gsin37=0.4m/s2(2分)物体做匀加速运动到与传送带有相同速度,有v=at1,则t1=10s(2分)物体运动位移为x=a,得x=20m(2分)物体继续与传送带以相同速度匀速运动,有LAB-x=vt2,所以t2=1s(1分)物体在传送带上运动总时间t=t1+t2=11s(2分)(2)物体在复合场中做匀速圆周运动,有qE=mg(1分)得E=100N/CqvB=m(2分)R=0.04m(2分)当物体运动轨迹与右边界恰好相切时
