江苏专用2019版高考物理大一轮复习第9单元磁场测评手册.doc

1、【 精品教育资源文库 】 第 9 单元 磁场 单元小结卷 (九 ) 考查范围 :第九单元 时间 / 45分钟 分值 / 100分 一、选择题 (每小题 6分 ,共 42分 ,14小题为单选 ,57小题为多选 ) 1.丹麦物理学家奥斯特在 1820年通过实验发现电流的磁效应 .下列说法正确的是 ( ) A.奥斯特在实验中观察到电流磁效应 ,揭示了电磁感应定律 B.将直导线沿东西方向水平放置 ,把小磁针放在导线的正下方 ,给导线通以足够大电 流 ,小磁针一 定会转动 C.将直导线沿南北方向水平放置 ,把小磁针放在导线的正下方 ,给导线通以足够大电流 ,小磁针一定会转动 D.将直导线沿南北方向水平

2、放置 ,把铜针 (用铜制成的指针 )放在导线的正下方 ,给导线通以足够大电流 ,铜针一定会转动 2.如图 D9-1所示 ,把一根通电的硬直导线 ab用轻绳悬挂在通电螺线管正上方 ,直导线中的电流方向由a向 b.闭合开关 S瞬间 ,导线 a端所受安培力的方向是 ( ) 图 D9-1 A.向上 B.向下 C.垂直纸面向外 D.垂直纸面向里 3.正三角形 ABC的三个顶点处分别有垂直于三角形平面的无限长直导线 ,导线中通有恒定电流 ,方向如图 D9-2所示 ,a、 b、 c 三点分别是正三角形三 边的中点 .若 A、 B、 C三处 导线中的电流分别为 I、 2I、3I,已知无限长直导线在其周围某一点

3、产生的磁场磁感应强度 B的大小与电流成正比 ,与电流到这一点的距离成反比 ,即 B=k ,则关于 a、 b、 c三点的磁感应强度 ,下列说法正确的是 ( ) 图 D9-2 A.a点最大 B.b点最大 C.c点最大 D.b、 c两点一样大 4.2018江西师大附中月考 如图 D9-3 所示 ,在 xOy 坐标系的 、 象限有垂直纸面向里的匀强磁场 ,在 x轴上 A点 (L,0)同时以相同速率 v沿不同方向发出 a、 b两个相同带电粒子 (粒子重力不计 ),其中 a沿平行于 +y 方向发 射 ,经磁场偏转后 ,均先后到达 y轴上的 B点 (0, L),则两个粒子到 达 B点的时间差为 ( ) 【

4、 精品教育资源文库 】 图 D9-3 A. 5.如图 D9-4所示 ,纸面内 A、 B两点之间连接有四段导线 :ACB、 ADB、 AEB、 AFB,四段导线的粗细相同、材料相同 ;匀强磁场垂直于纸面向里 .现给 A、 B两端加上恒定电压 ,则下列说法正确的是 ( ) 图 D9-4 A.四段导线受到的安培力的方向相同 B.四段导线受到的安培力的大小相等 C.ADB段受到的安培力最大 D.AEB段受到的安培力最小 6.2017湖南衡阳八中质检 如图 D9-5所示 , 一 束带电粒子以一定的初速度沿直线通过由相互正交的匀强磁场 (磁感应强度为 B)和匀强电场 (电场强度为 E)组成的速度选择器 ,

5、然 后粒子通过平板 S上的狭缝 P,进入另一匀强磁场 (磁感应强度为 B),最终打在 A1A2上 .下列表述正确的是 ( ) 图 D9-5 A. 粒子带负电 B. 所有打在 A1A2上的粒子在 S下方磁场中运动时间都相同 C. 能通过狭缝 P的带电粒子的速率等于 D. 粒子打在 A1A2上的位置越靠近 P,粒子的比荷 越大 7.如图 D9-6所示 ,在真空中半径为 r=0.1 m的圆形区域内有垂直 于纸面向外的匀强磁场及水平向左的匀强电场 ,磁感应强度 B=0.01 T,ab和 cd是两条相互垂直的直径 .一束带正电的粒子流连续不断地以速度 v=1 103 m/s从 c点沿 cd方向射入场区

6、,粒子将沿 cd 方向做直线运动 ;如果仅撤去磁场 ,则带电粒子经过 a点 ;如果撤去电场 ,使磁感应强度变 为原来的 ,不计粒子重力 ,则下列说法正确的是 ( ) 图 D9-6 A.电场强度的大小为 10 N/C B.带电粒子的比荷为 1 106 C/kg C.撤去电场后 ,带电粒子在磁场中运动的半径为 0.1 m D.撤去电场后 ,带电粒子在 磁场中运动的时间为 7.85 10-5 s 二、非选择题 (共 58分 ,要求解答过程有必要的文字说明 ) 【 精品教育资源文库 】 8.(16分 )2017哈尔滨六中二模 如图 D9-7所示 ,某平面内 ,折线 PAQ为磁场的分界线 ,已知A=9

7、0, AP=AQ=L.在折线的两侧分布着方向相反、与平面垂直的匀强磁场 ,磁感应强度大小均为 B.现有一质量为 m、电荷量为 +q的粒子从 P点沿 PQ方向射出 ,途经 A点而到达 Q点 ,不计粒子重力 .求 : (1)粒子初速度 v应满足的条件 ; (2)粒子从 P点至 Q点所需时间的最小值 . 图 D9-7 9.(20分 )如图 D9-8所示 ,LMN 是竖直平面内固定的光滑绝缘轨道 ,MN 水平且足够长 ,LM下端与 MN 相切 .在 OP与 QR之间的区域内有一竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场 ,磁感应强度为 B.C、 D是质量为 m和 4m的绝缘小物块 (可视为质点 ),其

8、中 D带 有电荷量 q,C不带电 .现将物块 D静止放置在水平轨道的 MO段 ,将物块 C 从离水平轨道 MN高 h的 L处由静止释放 ,物块 C沿轨道下滑进入水平轨道 ,然后与 D相碰 ,碰后物块 C被反弹滑至 LM轨道上距水平轨道 MN高 处 ,物块 D进入虚线 OP右侧的复合场中继续运动 ,最后从 RQ侧飞出复合场区域 .(重力加速度为 g) (1)求物块 D进入磁场时的瞬时速度 vD; (2)若物块 D进入磁场后恰好做匀速圆周运动 ,求所加匀强电场的电场强度 E的值及物块 D的电性 ; (3)接 (2)问 ,若物块 D飞离复合场区域时速度方向与水平方向夹角为 60, 求物块 D飞出 Q

9、R边界时与水平轨道的距离 d. 图 D9-8 【 精品教育资源文库 】 10.(22分 )2017南昌三校联考 如图 D9-9所示 ,在平面直角坐标系的第一、二象限内有沿 y轴负方向的匀强电场 ,在第二象限内同时还存在垂直于纸面向里的匀强磁场 .一个质量为 m、电 荷量为 q的带正电的粒子从 A点沿水平直线运动经过 B进入第一象限 ,经过 C点后立即进入第四象限内的一个上边界与 x轴重合的矩形匀强磁场 (未画出 ),磁场方向垂直于纸面向外 ,粒子最后垂直于 y轴进入第三象限 .已知第二、四象限内磁场的磁感应强度分别为 B0、 2B0,A、 C两点的坐标分别为 (-l, l),(l,0),不计

10、重力 .求 : (1)匀强电场的场强 E; (2)第四象限内矩形磁场的最小面积 S; (3)粒子从 A点到刚进入第三象限经过的总时间 t. 图 D9-9 【 精品教育资源文库 】 测 评手册 单元小结卷 (九 ) 1.C 解析 奥斯特在实验中观察到了电流的磁效应 ,而法拉第发现了电磁感应定律 ,选项 A错误 ;将直导线沿东西方向水平放置 ,把小磁针放在导线的正下方时 ,由于通电直导线产生的磁场方向可能与地磁场的方向相同 ,故小磁针不一定会转动 ,选项 B错误 ;将直导线沿南北方向水平放置 ,把小磁针放在导线的正下方 ,给导线通以足够大电流 ,由于通电直导线产生的磁场沿东西方向 ,则小磁针一定

11、会转动 ,选项C正确 ;铜不具有磁性 ,故将导线放在它的上方时 ,它不会受到力的作用 ,故不会偏转 ,选项 D错误 . 2.D 解析 根据 右手螺旋定则可知 ,开关闭合后 ,螺线管产生的磁极 N极在右侧 ,根据左手定则可知 ,a端受力垂直纸面向里 ,选项 D正确 . 3.B 解析 设正三角形的边长为 2L,则 a、 b、 c三点的磁感应强度大小分别为Ba=2k ,Bb= ,Bc= ,比较可得选项 B正确 . 4.D 解析 作出 a、 b的运动轨迹如图所示 ,对于 a的运动轨迹 ,由几何关系得 R2=(R-L)2+( L)2,解得 R=2L,sin = ,所以 a粒子的偏转角 = , 同理可得

12、b粒子的偏转角 = , a粒子在磁场中运动的时间 ta= ,b粒子在磁场中运动的时 间 tb= ,它们到达 B点的时间差 t=tb-ta= ,D正确 . 5.AC 解析 导线的粗细相同、材料相同 ,由电阻定律 R= 可知 ,导线越长 ,电阻越大 ,由 I= 可知 ,ACB段导线电流最小 ,而 ADB段导线电流最大 ,四段导线的有效长度都相同 ,由 F=BIL 可知 ,ADB段受到的安培力最大 ,而 ACB段受到的安培力最小 ,由左手定则可知 ,它们所受安培力的方向均相同 ,故 A、 C正确 ,B、 D错误 . 6.CD 解析 带电粒子在 S下方磁场中向左偏转 ,根据左手定则知 ,粒子带正电 ,

13、故 A错误 ;所有打在A1A2上的粒子在 S下方 磁场中做匀速圆周运动 ,运动的时间 t= ,T= ,则 t= ,与带电粒子的比荷有【 精品教育资源文库 】 关 ,故 B错误 ;粒子经过速度选择器时所受的电场力和洛伦兹力平衡 ,有 qE=qvB,则 v= ,故 C正确 ;经过速度选择器进入 S下方磁场的粒子速度相等 ,根据 r= 知 ,粒子打在 A1A2上的位置越靠近 P,则半径越小 ,粒子 的比荷越大 ,故 D正确 . 7.AC 解析 粒子沿直线运动 ,则 Bqv=Eq,解得 E=Bv=0.01 103 N/C=10 N/C,选项 A正确 ;如果仅撤去磁场 ,则在水平方 向 ,有 r= t

14、2,在竖直方向上 ,有 r=vt,解得 =2 106 C/kg,选项 B 错误 ;撤去电场后 ,带电粒子在磁场中运动的半径为 R= =0.1 m,选项 C正确 ;撤去电场后 ,带电粒子在磁场中运动的时间为 t= =1.57 10-4 s,选项 D 错误 . 8.(1)v= (n=1,2,3, ) (2) 解析 (1)粒子的运动轨迹如图所示 ,由几何关系有 L=n r(n=1,2,3, ) 由 qvB=m 解得 v= (n=1,2,3, ) (2)粒子在磁场中做圆周运动的 周期为 T= t1=n (n=1,3,5, ) t2=2n T(n=2,4,6, ) 故粒子 从 P点至 Q点所需时间的最小

15、值 tmin= 9.(1) (2) 带正电 (3) 解析 (1)对物块 C,根据动能定理有 mgh= mv2 反弹后 ,有 【 精品教育资源文库 】 解得 v1= 碰撞时 ,由动量守恒定律得 mv=-mv1+4mvD 解得 vD= (2)若物块 D做匀速圆周运动 ,则电场力与重力相等 ,有 4mg=Eq 解得 E= 物块 D带正电 (3)由几何关系得 d=(1-cos 60) R= R= 解得 d= 10.(1) (2) l2 (3) 解析 (1)设粒子的初速度为 v,由从 A到 B做水平直线运动 ,有 qB0v=qE 从 B到 C做类平抛运动 ,有 l 联立解得 E= (2)设粒子经过 C点时的速度大小为 vC,方向与 x轴成 角 ,由动能定理有 cos = 解得 vC= ,= 60 粒子在第四象限的轨迹如图所示 ,由牛顿第二定律得 qvC 2B0=m 解得 R= l 有界磁场的最小面积 S=R l2 【 精品教育资源文库 】 (3)粒子从 A到 C的时间 t1= 在矩形磁场中运动的时间 t2= 出 磁场后运动时间 t3= 总时间 t=t1+t2+t3=