第09章 单元测试卷-2019年高考物理一轮复习讲练测 17页

‎ ‎ ‎《第九章 磁场》单元测试卷——测 ‎【满分：110分 时间：90分钟】‎ 一、选择题(本大题共12小题，每小题5分，共60分。在每小题给出的四个选项中. 1~8题只有一项符合题目要求； 9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。)‎ ‎1．如图所示，光滑绝缘的斜面与水平面的夹角为θ，导体棒ab静止在斜面上，ab与斜面底边平行，通有图示的恒定电流I，空间充满竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，现缓慢增大θ(0<θ<90°)，若电流I不变，且ab始终静止在斜面上(不考老磁场变化产生的影响)，下列说法正确的是 A． B应缓慢减小 B． B应缓慢增大 C． B应先增大后减小 D． B应先减小后增大 ‎【答案】 B ‎【点睛】本题结合安培力考查共点力平衡中的动态平衡，要掌握相应的图解法的应用，明确角度变化时支持力与安培力的合力不变，作出动态变化图即可求解．‎ ‎2．下列说法中正确的是（ ）‎ A． 由R= 可知，若电阻两端所加电压为0，则此时电阻阻值为0 ‎ B． 由E= 可知，若检验电荷在某处受电场力大小为0，说明此处场强大小一定为0‎ C． 由B= 可知，若一小段通电导体在某处受磁场力大小为0，说明此处磁感应强度大小一定为0‎ D． 由E=n 可知，若通过回路的磁通量大小为0，则感应电动势的大小也为0‎ ‎【答案】 B 故选B ‎3．如图甲所示，一个条形磁铁P固定在水平桌面上，以P的右端点为原点，中轴线为x轴建立一维坐标系．一个灵敏的小磁针Q放置在x轴上不同位置，设Q与x轴之间的夹角为θ.实验测得sinθ与x之间的关系如图乙所示．已知该处地磁场方向水平，磁感应强度大小为B0.下列说法正确的是(　　)‎ A． P的右端为S极 B． P的中轴线与地磁场方向平行 C． P在x0处产生的磁感应强度大小为B0‎ D． x0处合磁场的磁感应强度大小为2B0‎ ‎【答案】 C ‎【解析】试题分析：磁场是客观存在的特殊物质形态，我们感觉不到，但可通过小磁针来体现．小磁针N极的受力方向即为磁场方向，或磁感线该点的切线方向为磁场方向．‎ 当x趋向无穷大时，小磁针所指的方向为地球的磁场的方向，所以根据题图可知，x趋向无穷大时， 趋向1，则趋向90°，即小磁针的方向与x的方向垂直，所以x的方向为向东．当x非常小时，小磁针的N极沿x方向，即向东。由图可知，开始时N背离O点，所以O点处的磁极是N极，故A错误；由以上的分析可知，P 的中轴线沿东西方向，与地磁场方向垂直，故B错误；由乙图可知，x0处，则，P在处产生的磁感应强度大小： ，所以，故C正确； 处合磁场的磁感应强度大小为，故D错误．‎ ‎4．如图半径为R的半圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为m、带电量为-q且不计重力的粒子，以速度v沿与半径AO夹角θ=30°的方向从A点垂直磁场射入，最后粒子从圆弧MN上射出，则 磁感应强度的大小不可能为（ ）‎ A． B． C． D． ‎ ‎【答案】 B ‎【点睛】本题考查了粒子在磁场中的运动，关键是找出临界条件，找到圆心位置，由几何关系求半径，由洛伦兹力提供向心力得到磁感应强度，这是带电粒子在磁场中运动经常用到的解题思路．‎ ‎5．如图所示，在一边长为d的正方形区域内，存在垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为m、电荷量为+q带电粒子从AB边的中点O处以速度v0垂直AB边进入磁场做圆周运动，则下列关于粒子运动的说法中正确的是 A． 若带电粒子恰能从D点飞出磁场，则粒子做圆周运动的半径应为 B． 若带电粒子恰能从D点飞出磁场，则该匀强磁场的磁感应强度应为 C． 若减小该匀强磁场的磁感应强度B，则该带电粒子在磁场中运动的时间将变长 D． 若使带电粒子进入磁场初速度v0增大，则粒子在该磁场中做圆周运动周期也将变大 ‎【答案】 A ‎【点睛】带电粒子在匀强磁场中运动时，洛伦兹力充当向心力，从而得出半径公式，周期公式，运动时间公式，知道粒子在磁场中运动半径和速度有关，运动周期和速度无关，画轨迹，定圆心，找半径，结合几何知识分析解题．‎ ‎6．如图所示，一束不计重力的带电粒子沿水平方向向左飞入圆形匀强磁场区域后发生偏转，都恰好能从磁场区域的最下端P孔飞出磁场，则这些粒子 A． 运动速率相同 B． 运动半径相同 C． 荷质比相同 D． 从P孔射出时的速度方向相同 ‎【答案】 B ‎7．如图所示，边界OA与OC之间分布有垂直纸面向里的匀强磁场，边界OA上有一粒子源S。某一时刻，从S平行于纸面向各个方向发射出大量带正电的同种粒子(不计粒子的重力及粒子间的相互作用)，所有粒子的初速度大小相同，经过一段时间后有大量粒子从边界OC射出磁场。已知∠AOC=60°，从边界OC射出的粒子在磁场中运动的最长时间等于(T为粒子在磁场中运动的周期)，则从边界OC射出的粒子在磁场中运动的最短时间是()‎ A． B． C． D． ‎ ‎【答案】 B ‎【解析】粒子在磁场做匀速圆周运动，粒子在磁场中出射点和入射点的连线即为轨迹的弦。初速度大小相同，轨迹半径相同。设OS=d，当出射点D与S点的连线垂直于OA时，DS弦最长，轨迹所对的圆心角最大，周期一定，则由粒子在磁场中运动的时间最长，如图 ‎【点睛】所有粒子的初速度大小相同，轨迹半径相同，当入射点与出射点连线最长时，轨迹的圆心角最大，粒子在磁场中运动的最长。相反连线最短，时间最短。根据几何知识，作出轨迹，确定时间的范围进行选择。‎ ‎8．如图所示，在一挡板的上方，有磁感应强度为的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。为上的一个粒子发射源，它能连续垂直磁场方向发射速率为、质量为、带电量为的粒子，假设不计粒子的重力和粒子间的相互作用，粒子打到挡板上时均被挡板吸收。则在垂直于磁场的平面内，有粒子经过的区域面积是 A． B． C． D． ‎ ‎【答案】 C ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 由题意可知粒子在磁场中的运动半径，所有粒子在磁场中半径相同，‎ ‎9．如图(a)所示，在半径为R的虚线区域内存在周期性变化的磁场，其变化规律如图(b)所示。薄挡板MN两端点恰在圆周上，且MN所对的圆心角为120 °。在t=0时，一质量为m、电荷量为+q的带电粒子，以初速度v从A点沿直径AOB射入场区，运动到圆心O后，做一次半径为的完整的圆周运动，再沿直线运动到B点，在B点与挡板碰撞后原速率返回（碰撞时间不计，电荷量不变），运动轨迹如图(a)所示。粒子的重力不计，不考虑变化的磁场所产生的电场，下列说法正确的是 A． 磁场方向垂直纸面向外 B． 图(b)中 C． 图(b)中 D． 若t=0时，质量为m、电荷量为-q的带电粒子，以初速度v从A点沿AO入射，偏转、碰撞后，仍可返回A点 ‎【答案】 BC 点睛：此题关键是要搞清粒子在磁场中的运动情况即轨迹，结合圆周运动的知识求解运动时间；注意用左手定则判断洛伦兹力的方向时要注意四指的指向.‎ ‎10．如图所示，边长为L的等边三角形ABC为两有界匀强磁场的理想边界，三角形内的磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B，三角形外的磁场（足够大）方向垂直纸面向里，磁感应强度大小也为B。把粒子源放在顶点A处，它将沿∠A的角平分线发射质量为m、电荷量为q、初速度为v0‎ 的带电粒子（粒子重力不计）。粒子在磁场中运动的周期为T，对从A射出的粒子 A． 若带负电， ，第一次到达C点所用时间为 B． 若带负电， ，第一次到达C点所用时间为 C． 若带正电， ，第一次到达C点所用时间为 D． 若带正电， ，第一次到达C点所用时间为 ‎【答案】 AB ‎11．如图所示，半径为R的圆形区域位于正方形ABCD的中心，圆心为O，与正方形中心重合。圆形区域内、外有垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度大小相等、方向相反。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子以速率 沿纸面从M点平行于AB边沿半径方向射入圆形磁场，并从N点射出，且恰好没射出正方形磁场区域，粒子重力忽略不计，已知磁感应强度大小为，则 A． 粒子由M点运动到N点时速度偏转角为90°‎ B． 正方形区域的边长为3R ‎ C． 粒子再次回到M点时所经历的时间为 D． 粒子再次回到M点时所经历的时间为 ‎【答案】 AC ‎【解析】粒子在磁场中做匀速圆周运动，运动轨迹如图所示，‎ 点睛：本题考查带电粒子在磁场中的运动，此类问题审题非常关键，根据题意明确粒子的运行轨迹并由几何关系确定粒子转动的圆心和半径，则基本可以求解．‎ ‎12．如图所示，M，N 为两块带等量异种电荷的平行金属板，两板间电压可取从零到某一最大值之间的各种数值。静止的带电粒子带电荷量为＋q，质量为m（不计重力），从点P经电场加速后，从小孔Q进入N板右侧的匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，CD为磁场边界上的一绝缘板，它与N板的夹角为θ＝30°，孔Q到板的下端C的距离为L，当M，N两板间电压取最大值时，粒子恰垂直打在CD板上，则下列说法正确的是(   )‎ A．两板间电压的最大值 B． CD板上可能被粒子打中区域的长度 C． 粒子在磁场中运动的最长时间 D． 能打到N板上的粒子的最大动能为 ‎【答案】 ACD ‎【解析】‎ 画出粒子运动轨迹的示意图，如图所示，‎ D.当粒子在磁场的轨迹与CD边相切时，即粒子半径，时，打到N板上的粒子的动能最大，最大动能：，根据洛伦兹力提供向心力可得：，联立可得能打到N板上的粒子的最大动能为：，故D正确；故选ACD。‎ ‎【点睛】本题考查带电粒子在复合场中的运动，解题关键是要画出粒子轨迹过程图，分好过程，针对每个过程的受力特点和运动形式选择合适的规律解决问题，对数学几何能力有一定的要求。‎ 二、非选择题（本大题共4小题，第13、14题每题10分；第15、16题每题15分；共50分）‎ ‎13．如图所示，空间等间距分布着水平方向的3个条形匀强磁场，竖直方向磁场区域足够长，磁感应强度B＝1T，每一条形磁场区域的宽度及相邻条形磁场区域的间距均为d=0.5m，现有一边长l=0.1m、质量m=0.02kg、电阻R＝0.1Ω的单匝正方形线框MNOP，在水平恒力F=0.3N的作用下由静止开始从左侧磁场边缘水平进入磁场，在穿出第3个磁场区域过程中水平方向做匀速运动，取g=10m/s2。求：‎ ‎（1）线框在穿出第3个磁场区域时的水平分速度；‎ ‎（2）线框从开始进入磁场到完全穿出第3个磁场区域所用的时间；‎ ‎（3）线框完全穿出第3个磁场区域时的速度。‎ ‎【答案】 (1) 3m/s(2) 0.4s(3) 5m/s，与竖直方向夹角37°‎ ‎14．如图所示，在xoy平面内有以虚线OP为理想边界的匀强电场和匀强磁场区域，OP与x轴成45°角，OP与y轴之间的磁场方向垂直纸面向外，OP与x轴之间的电场平行于x轴向右，电场强度为E，在y轴上有一点M，到O点的距离为L，现有一个质量为m，带电量为+q的带电粒子从静止经电压为U的电场加速后从M点以垂直y轴的速度方向进入磁场区域（加速电场图中没有画出），不计带电粒子的重力，求 ‎（1）从M点进入匀强磁场的带电粒子速度的大小？‎ ‎（2）为使带电粒子刚好不能进入电场区域，则磁感应强度为B应为多大？‎ ‎（3）改变匀强磁场的磁感应强度的大小，使带电粒子沿y轴负方向进入匀强电场，则带电粒子从x轴离开电场时的位置到O点的距离为多少？‎ ‎【答案】 （1）（2）（3）‎ 解得：‎ ‎（3）由图可知带电粒子沿y轴负方向进入匀强电场时，在磁场中运动的轨道半径为，在电场中做类 ‎15．如图所示，平行板电容器AB两极板间电压U=5V，板间距离d=1cm，板长l1=10cm，荧光屏距极板右边缘l2=10cm，一电子电量为C，质量为kg，以初速度v0沿方向从两板中央垂直于电场方向射入电场中，全过程中，不计电子所受的重力，电子恰能从下板边缘C点射出，求：‎ ‎(1)电子射入电场时的速度v0；‎ ‎(2)电子打在荧光屏上的P点距O点的距离；‎ ‎(3)现在平行板电容器的区域内，加一个匀强磁场，可使电子沿直线打到O点，这对磁场方向有什么要求？在可能的磁场方向上，求所对应的最小磁感应强度B？‎ ‎【答案】 (1) (2) (3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎（1）由题意：竖直方向有：‎ 代入已知条件得 ‎【点睛】‎ 本题的情景类似于示波器，考查了类平抛运动，掌握要掌握运动的合成与分解处理类平抛运动，知道两个分运动的独立性、等时性.‎ ‎16．如图所示，在xoy第一象限内分布有垂直xoy向外的匀强磁场，磁感应强度大小 ‎。在第二象限紧贴y轴和x轴放置一对平行金属板MN，极板间距d=0.4m；极板与左侧电路相连接，通过移动滑动头P可以改变极板MN间的电压，a、b为滑动变阻器的最下端和最上端（滑动变阻器的阻值分布均匀），a、b两端所加电压。在MN中心轴线上距y轴距离为L=0.4m处，有一粒子源S沿x轴正方向连续射出比荷为，速度为带正电的粒子，粒子经过y轴进入磁场（忽略粒子的重力和粒子之间的相互作用）。‎ ‎（1）当滑动头P在a端时，求粒子在磁场中做圆周运动的半径；‎ ‎（2）滑动头P的位置不同，粒子从y轴进入磁场位置不同。是否存在粒子进入磁场后返回平行板间的情况？请计算说明理由。‎ ‎（3）设粒子从y轴上某点C进入磁场，从x轴上某点D射出磁场，滑动头P的位置不同，则C，D两点间距不同。求C，D两点间距的最大值？‎ ‎【答案】 (1) (2) 因为 tan即Hh，故不能回到电场。 (3) ‎ ‎【解析】（1）当滑动头P在a端时，粒子在磁场中运动的速度大小为V0 ，根据圆周运动：qv0B=mv02/R0‎ 解得：R0=0.2m ‎（2）设粒子射出极板时速度的大小为v，偏向角为α，在 磁场中圆周运动半径为R。根据速度平行四边形可得：‎ 又： 可得：R= ‎ 故CD==0.2(1+tan)‎ 所以越大，CD越大 当粒子恰好从N板右端进入磁场时，偏转位移y=0.2m 水平方向位移：‎ 竖直方向： y=qUMNt2/2dm ‎ ‎