單元質(zhì)檢十　磁場.docx

1、單元質(zhì)檢十磁場（時間:75分鐘總分值:10。分）一,選擇題:此題共6小題,每題4分，共24分。在每題給出的四個選項中，只有一項 是符合題目要求的。1 .（2021湖南常德芷蘭實(shí)驗學(xué)校三模）在圖甲所示的螺線管中通以如圖乙所示的電流，取電流沿圖甲中箭頭方向為正值、與圖中箭頭方向相反為負(fù)值，豎直向上為磁感應(yīng)強(qiáng)度正方向,線圈中心的磁感應(yīng)強(qiáng)乙B度B隨時間t的變化關(guān)系可能為（）B0-C答案:B解析:圖中為同一直導(dǎo)線正反纏繞螺線管，任意時刻螺線管中兩導(dǎo)線的電流方向相反，根據(jù)安培定那么可 知任意時刻兩導(dǎo)線電流產(chǎn)生的磁場方向相反、大小相等，故任意時刻線圈中心的磁感應(yīng)強(qiáng)度都為零, 故B正確。2 .云南一廣州特高壓

2、直流輸電工程的局部仰視圖如下圖，兩根在同一水平面內(nèi)且相互平行的長直 導(dǎo)線A和8分別通有方向相同的電流八和七且八/2。、b、。三點(diǎn)連線與兩根導(dǎo)線等高并垂直力 點(diǎn)位于兩根導(dǎo)線間的中點(diǎn),、。兩點(diǎn)與b點(diǎn)距離相等。不考慮地磁場的影響。以下說法正確的選項是 （ ）Aa點(diǎn)和c點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同B.導(dǎo)線8和A之間因安培力的作用而相互吸引C.導(dǎo)線8對A的安培力大于導(dǎo)線A對8的安培力D力點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向下解得U=考對 2m（3）粒子從a點(diǎn)由靜止釋放第一次回到q點(diǎn)位置/=6r0+3xi x 等6 t）q運(yùn)動具有周期性，粒子從。點(diǎn)釋放到回到。點(diǎn)位置,可能的時間為，=加=6mo+等%1,2,3）。 Hq14

3、.（13分）（2021湖南雅禮中學(xué)三模）課外研究小組的同學(xué)在研究速度選擇器時，將一帶電荷量為畫0）,質(zhì)量為2的小球，沿極板正中間平行極板方向，沿中線射入速度選擇器（如圖甲所示），發(fā)現(xiàn)小球 沿直線通過速度選擇器。磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為民方向垂直紙面向里，電場強(qiáng)度的大小石=詈，方向與8方向垂直。XXXXXXXXVo H):2E K,求小球的初速度W。假設(shè)板間距為&板長為L,且d=L=嚕。如圖乙所示，現(xiàn)在速度選擇器的上極板正中間開一小 q/B孔H,將電場的方向反向，大小不變，且仍然讓小球以第問的速度W從中點(diǎn)出發(fā)，判定是否能夠通過 小孔”?假設(shè)能夠通過，求從射入速度選擇器到第2次通過小孔”的時間;假設(shè)不能通

4、過，求打在上極板的 位置。假設(shè)將小球以速度w垂直極板從小孔射入板間（如圖丙所示）,將電場強(qiáng)度大小變?yōu)?E,方向豎直 向上,發(fā)現(xiàn)小球恰好能到達(dá)下極板，求板間距Jo答案:筆能勺答庭q5乙qBq，B解析：（1）小球沿直線通過速度選擇器qv（）B=qE+mg解得V0 =27ngqB2（2）由題意可知qE=mg,所以粒子在洛倫茲力的作用下做勻速圓周運(yùn)動qwB=*聯(lián)立解得廣篝用=（粒子剛好能過小孔在磁場中運(yùn)動時間t -= 4在磁場中運(yùn)動時間t -= 4urn2qB勻變速運(yùn)動時間，2=年=,粒子運(yùn)動總時間為亥=W7no2qB（3）水平方向,由動量定理有qVyBtmVx即 qBd-mvx11由動能定理可得-2

5、mgd+加口以？ - - Dv02q2BZ15.（15分）（2021四川巴中模擬）如圖甲所示/。是水平放置很短的光滑玻璃管，緊靠玻璃管的兩端有豎 直金屬板A4、CC；兩板間有方向向右的電場,心管的中軸線與水平放置的金屬板MM、NM的中心 線重合，板長為心,板的高度差/片心,緊鄰ATN的右端PQ、K”間存在方向水平向里的勻強(qiáng)磁場，其水 平間距為小整個裝置放在抽成真空密閉的有機(jī)玻璃箱中。其中有一個帶電荷量為+小質(zhì)量為根的 紅色小球（紅色小球的直徑略小于管的直徑）由靜止從玻璃管最左端發(fā)出（球經(jīng)ab玻璃管時間極短）， 重力加速度為g。Q H甲乙小球恰好從N，點(diǎn)射入磁場CC間的電壓U為多大？（2）欲使小

6、球從N，點(diǎn)射入磁場后做勻速圓周運(yùn)動，需在PQ、K”間加以豎直方向的勻強(qiáng)電場，求此勻強(qiáng) 電場電場強(qiáng)度E的大小和方向，以及小球不從射出磁場時磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值范圍。（3）假設(shè)在 W、MV板間也加入中的勻強(qiáng)電場,PQ、K間勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，在CC間加上如圖乙所示,電壓在UiU2間周期性變化的電場，玻璃管最左端有無窮多個帶電荷量為+小質(zhì)量為2的紅色小球從點(diǎn)由靜止連續(xù)發(fā)出，小球不會穿過邊界KH,那么在尸Q、K”區(qū)域可以看 到一個彎曲的“紅色噴泉”，那么“紅色噴泉”的面積S是多少？答案:警（或甯）詈方向豎直向上32超著曳喘抖解析:由分析可知小球在AACC間做勻加速直線運(yùn)動，在MMNN間做平拋運(yùn)動，設(shè)

7、在A4CC間做 勻加速末端的速度為血，那么有qU=-Dv02乙L=vot聯(lián)立解得。=嗡(或甯)。(2)小球在磁場中做勻速圓周運(yùn)動有qE=mg解得E二%,方向豎直向上q當(dāng)小球的軌跡恰好與K”相切時半徑最大，磁感應(yīng)強(qiáng)度8最小，設(shè)運(yùn)動的半徑為R,由幾何關(guān)系得 R+Rsin450 =L2a在磁場中做圓周運(yùn)動有qvB-m又 xjuj + (gt)2 = V2v0聯(lián)立解得也所以小球不從K”射出磁場時磁感應(yīng)強(qiáng)度3的取值范圍為 盛(&?叫理2(3)在MMNV間加上電場后，小球的電場力與重力平衡，那么小球在此區(qū)域做勻速直線運(yùn)動,由于時 間極短，小球在AACC間做勻加速直線運(yùn)動時任一時刻的電壓大小不一樣，在磁場中

8、做勻速圓周運(yùn)動 的半徑大小不一樣,軌跡均為半圓，紅色噴泉的面積即為最大的半圓面積減去最小的半圓面積。在電 壓為Ui時，對應(yīng)的軌跡半徑為門，小球速度為也;在電壓為 上時，對應(yīng)的軌跡半徑為2小球速度為 V2o所以有1 QqU =-02乙1 Q qU2=Dv22r2S=5( 口22一口/)聯(lián)立以上式子解得s=吧絲 qB。答案:B 解析油右手定那么可知導(dǎo)線A在其左側(cè)產(chǎn)生的磁場豎直向下，在其右側(cè)產(chǎn)生的磁場豎直向上，導(dǎo)線3在 其左側(cè)產(chǎn)生的磁場豎直向下，在其右側(cè)產(chǎn)生的磁場豎直向上，因此點(diǎn)磁場豎直向下,c點(diǎn)磁場豎直向 上，故A錯誤;導(dǎo)線A和3電流方向相同，同種導(dǎo)線相互吸弓I,那么導(dǎo)線A、3相互吸引，故B正確;

9、導(dǎo)線B 對A的安培力與導(dǎo)線A對5的安培力是一對相互作用力，大小相等、方向相反，故C錯誤;由題知那么導(dǎo)線A在/7點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度比導(dǎo)線5在/7點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大，導(dǎo)線A在8點(diǎn)產(chǎn)生的 磁場豎直向上，導(dǎo)線5在h點(diǎn)產(chǎn)生的磁場豎直向下，因此點(diǎn)磁場豎直向上，故D錯誤。3. （2021湖南長郡中學(xué)二模）如下圖，一絕緣容器內(nèi)部為長方體空腔，容器內(nèi)盛有NaCl的水溶液，容 器上下端裝有伯電極A和C,置于與容器外表垂直的勻強(qiáng)磁場中，開關(guān)K閉合前容器兩側(cè)P、。兩管 中液面等高，閉合開關(guān)后（）A.M處鈉離子濃度等于N處鈉離子濃度B.M處鈉離子濃度小于N處鈉離子濃度C.M處電勢高于N處電勢D.P管中液面高于。管中液

10、面答案:D解析:根據(jù)左手定那么可以知道,鈉離子在洛倫茲力作用下響M處偏轉(zhuǎn)，因此M處鈉離子濃度大于N處 鈉離子濃度，故A、B錯誤;根據(jù)正離子的定向移動方向與電流方向相同，而負(fù)離子移動方向與電流方 向相反，根據(jù)左手定那么可以知道，正負(fù)離子均偏向同一方向，可見處和N處仍呈電中性，因此電勢相 等，故C錯誤;當(dāng)開關(guān)閉合時，液體中有從A到。方向的電流，根據(jù)左手定那么可以知道,液體將受到向M 處的安培力作用，在液面內(nèi)部將產(chǎn)生壓強(qiáng)，因此P端的液面將比。端的高，故D正確。4. 如下圖，甲、乙、丙三套裝置完全一樣渚B放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等的勻強(qiáng)磁場中。導(dǎo)電導(dǎo) 軌、導(dǎo)體棒都在同一平面內(nèi)，相互垂直，電源有一定內(nèi)阻。

11、甲、乙兩套裝置的平面水平,丙軌道平面與 水平面夾角為優(yōu)甲圖磁場方向豎直向上，乙圖磁場方向與水平面成。角,丙圖磁場方向與導(dǎo)軌平面垂 直。但三個導(dǎo)體棒都靜止，那么（）A.甲圖中導(dǎo)體棒對導(dǎo)軌壓力最大 B.乙圖中導(dǎo)體棒對導(dǎo)軌壓力最大 C乙圖中軌道對棒的摩擦力最大D.丙圖中軌道對棒的摩擦力一定沿軌道向下 答案:B解析油左手定那么可知，甲圖中安培力水平向右，導(dǎo)體棒對軌道壓力等于導(dǎo)體棒的重力；乙圖中安培力 向右下方，導(dǎo)體棒對軌道壓力大于導(dǎo)體棒的重力;丙圖中安培力沿斜面向上，導(dǎo)體棒對軌道壓力等于導(dǎo) 體棒重力沿斜面的分力,小于導(dǎo)體棒的重力;故乙圖中導(dǎo)體棒對導(dǎo)軌壓力最大,A錯誤,B正確。甲圖中 軌道對棒的摩擦力大

12、小等于安培力，乙圖中軌道對棒的摩擦力小于安培力，故C錯誤。丙圖中由于安 培力與導(dǎo)體棒重力沿斜面向下的分力大小不知，故軌道對棒的摩擦力可能沿軌道向下,也可能沿軌道 向上，也可能為零，故D錯誤。5. （2021浙江高三月考）如下圖為一個光滑絕緣的半圓柱形容器的剖面圖，圓心所在的軸線上水平 固定一垂直紙面向內(nèi)的通電長直導(dǎo)線，帶正電的小物體（可視為點(diǎn)電荷）沉著器左端由靜止開始釋放， 以下說法正確的選項是（）A.剛釋放時，小物體所受洛倫茲力豎直向上B.假設(shè)電荷量足夠大，運(yùn)動過程中，小物體可能會脫離容器外表C.無論小物體是否帶電，都一定可以滑至右側(cè)等高處D.小物體滑至容器底部時，軌道對小物體的支持力大于軌

13、道受到的壓力答案:C解析:根據(jù)右手螺旋定那么,可知通電直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場方向是以直導(dǎo)線為圓心的順時針方向的圓，當(dāng)小 物體釋放時，其運(yùn)動方向總與磁場方向平行，不受洛倫茲力,小物體只在重力和軌道的支持力作用下做 圓周運(yùn)動，不會脫離容器外表，故A、B錯誤;小物體在運(yùn)動過程中，因半圓柱形容器是光滑的，依據(jù)能 量守恒定律，那么小物體可以滑至右側(cè)等高處，故C正確;小物體滑至容器底部時,軌道對小物體的支持 力與軌道受到的壓力是一對作用力與反作用力,總是等大反向，故D錯誤。6. （2021廣西南寧三中高三月考）如下圖,圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場,P、。為直徑的兩 端，帶正電的甲粒子與帶負(fù)電的乙粒子分別從

14、尸、。兩點(diǎn)以相同的速率射入磁場，甲粒子速度沿直徑 方向，乙粒子速度方向與P、。連線夾角為30。，兩粒子都到達(dá)磁場邊界上的M點(diǎn),0。與的夾角 為60。，那么（）A.甲、乙兩粒子的比荷之比為9B.甲、乙兩粒子的比荷之比為：c.甲、乙兩粒子的運(yùn)動時間之比為摯D.甲、乙兩粒子的運(yùn)動時間之比為噂答案:C解析:設(shè)圓形區(qū)域的半徑為八甲、乙兩粒子在磁場中的運(yùn)動半徑分別為R甲、/?乙,運(yùn)動速度為匕那么由幾何關(guān)系可得口=tan 30 ,R c=1r,又由可得=白，所以：=甘=g故A、B錯21 R m BR mra m, Rm 62tcR 田 12kR / 1誤;甲粒子的運(yùn)動時間為1甲=乙粒子的運(yùn)動時間為/乙二 x

15、會運(yùn)動時間之比為t甲：t乙 =M =竽，故C正確，D錯誤。二 選擇題:此題共4小題,每題5分，共20分。在每題給出的四個選項中，有多項符 合題目要求。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7. 電場線和磁感線不是實(shí)際存在的線，但它們可以形象地反映電場和磁場的特點(diǎn)。以下圖為小明同學(xué) 畫出的四張關(guān)于電場和磁場的示意圖，各圖中均有。4二。氏那么A、3兩點(diǎn)處的電場強(qiáng)度或磁感應(yīng)強(qiáng)度 相同的是（）正點(diǎn)電荷周圍電場正點(diǎn)電荷周圍電場A.等量異種點(diǎn)電荷周圍電場條形磁體周圍磁場蹄形磁體周圍磁場答案:BC解析:在選項A中，電場強(qiáng)度是矢量，由于A、B兩點(diǎn)處的電場強(qiáng)度方向不同，故A錯誤;在選項B中，由

16、等量異種點(diǎn)電荷周圍電場的對稱性可知電場強(qiáng)度大小相等，而且方向也相同，所以A、3兩點(diǎn)處的電 場強(qiáng)度相同，故B正確;在選項C中，由條形磁體周圍磁場的對稱性可知,A、8兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度相 同，故C正確;在選項D中，由蹄形磁體周圍磁場的分布可判斷,A、3兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向不相 同，故D錯誤。8. （2021湖南高三月考）如下圖，紙面內(nèi)有兩條相互垂直的長直絕緣導(dǎo)線L、L2X1中的電流方向向 上心中的電流方向向右;心的右邊有。、人兩點(diǎn)，它們相對于心對稱。整個系統(tǒng)處于某勻強(qiáng)磁場中，該 勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為瓦，方向垂直于紙面向外。、b兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為 覬和物），方向均垂直于紙面向里。那么

17、（）B.流經(jīng)Ly的電流在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為賒氏，方向垂直紙面向內(nèi) 乙JC.流經(jīng)L2的電流在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為號員,方向垂直紙面向外D.流經(jīng)的電流在點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為4以，方向垂直紙面向內(nèi)答案:BD解析Z1中的電流在縱Z?兩點(diǎn)產(chǎn)生的磁場大小相等,設(shè)其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為Bi。、5也根據(jù)安培 定那么，可知Li中電流在、b兩點(diǎn)產(chǎn)生磁場方向垂直紙面向內(nèi)；同理，根據(jù)對稱性可知乙2中的電流在 a、b兩點(diǎn)產(chǎn)生的磁場大小相等，設(shè)其大小為&、B?b,在a點(diǎn)磁場方向垂直紙面向外，在b點(diǎn)磁場方向 垂直紙面向內(nèi);依據(jù)矢量疊加法那么，因。點(diǎn)的合磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，&）,設(shè)垂直于紙面向里為正方向，有氏

18、+即治法,同理有力o+8m+&產(chǎn)|&,聯(lián)立上式可得B1 a=B1 b=Bo,B2a=B2b=Bo。綜上所述,A、C J乙乙U乙J錯誤,B、D正確。9. （2021四川資陽模擬）如下圖，在邊長為L的正方形PQMN區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng) 度大小為B的勻強(qiáng)磁場，在MN邊界放一剛性擋板，粒子能碰到擋板那么能夠以原速率彈回。一質(zhì)量為 機(jī)、電荷量為的粒子以某一速度從P點(diǎn)射入，恰好從。點(diǎn)射出。以下說法正確的選項是（）BA.帶電粒子一定帶負(fù)電荷B.帶電粒子的速度最小值為警4mC.假設(shè)帶電粒子與擋板碰撞，那么受到擋板作用力的沖量為竽D.帶電粒子在磁場中運(yùn)動時間可能為黑3qB答案:CD解析:假設(shè)粒子帶正

19、電，粒子與擋板MN碰撞后恰好從Q點(diǎn)射出，粒子運(yùn)動軌跡如圖甲所示由幾何知識得Z?+S-0.5L）2=r2,解得門二/根據(jù)牛頓第二定律得q也十，解得以二今踏根據(jù)動量定理得/=2mu廣竿，故A錯誤,C正確;假設(shè)粒子的運(yùn)動軌跡如圖乙所示，由左手定那么可知 粒子帶負(fù)電，粒子做圓周運(yùn)動的半徑最小為r2二/,由牛頓第二定律得夕也晝加絲解得以聾嗎故B錯2Y 2Z7TI誤;假設(shè)粒子帶負(fù)電，當(dāng)粒子在磁場中的運(yùn)動軌跡對應(yīng)的圓心角為三時,粒子在磁場中的運(yùn)動時間為母=笠，故D正確。6 3qB10.如下圖,質(zhì)量為m的帶電小球放置在光滑絕緣水平桌面上，桌面右側(cè)存在復(fù)合場,其中勻強(qiáng)電場 豎直向上，電場強(qiáng)度為,勻強(qiáng)磁場垂直紙面

20、向外,磁感應(yīng)強(qiáng)度為瓦 現(xiàn)給小球一個初速度，離開桌邊緣 立刻進(jìn)入復(fù)合場，做勻速圓周運(yùn)動，復(fù)合場的下邊界到桌面邊緣的距離為九最后小球從下邊界射出，出射速度與下邊界夾角為60。，小球可視為質(zhì)點(diǎn),重力加速度為g。以下說法正確的選項是（）mA.小球帶負(fù)電，電荷量為等B.小球在復(fù)合場中的運(yùn)動時間可能為黑C.小球的運(yùn)動軌跡半徑可能為1D.小球做勻速圓周運(yùn)動的速度可能為智答案:BD解析:小球做勻速圓周運(yùn)動，合力為洛倫茲力，小球帶正電，且“刁“，那么q二?，故A錯誤;出射速度與下邊界夾角為60。，運(yùn)動軌跡如下圖,小球運(yùn)動有兩種情況，即軌跡所對圓心角a為三或母，由牛頓第二 JJ定律與運(yùn)動學(xué)公式可知9出二萼，尸竽，

21、可得看二等,代入夕=黑可得U黑那么小球在復(fù)合場中的運(yùn)動時K tbq七d g間為介=普或勿=奢，故B正確;小球入射速度與對應(yīng)軌跡半徑分別為刃、Ri、也、/?2,通過幾何關(guān)系 3Bg 3Bg2可得Ricos 602cos 60 +/=&,解得吊=y2/2=2,故C錯誤;洛倫茲力充當(dāng)向心力，由牛頓第二定律可得代入品、&解得也二2上等故D正確。 aJ七b三、非選擇題:共56分。11. （6分）（2021北京延慶高三一模）電磁軌道炮工作原理如下圖,待發(fā)射彈體可在兩平行光滑軌道之 間自由移動，并與軌道保持良好接觸。電流/0從一條軌道流入，通過導(dǎo)電彈體后從另一條軌道流回。 軌道電流可在彈體處形成垂直于軌道平

22、面的磁場（可視為勻強(qiáng)磁場），磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小通電 的彈體在軌道上由于受到安培力的作用而高速射出。小明同學(xué)從網(wǎng)上購買了一個軌道炮模型，其軌 道長度為L=50 cm,平行軌道間距d=2 cm,彈體的質(zhì)量m=2 g,導(dǎo)軌中的電流/（）=10 A,系數(shù)=0.1T/Ao求彈體在軌道上運(yùn)行的加速度。求彈體離開軌道過程中受到安培力的沖量Zo現(xiàn)欲使彈體的出射速度增加至原來的2倍,通過分析說明，理論上可采用哪些方法?(至少說出兩種 方法)答案：(l)100m/s2 (2)0.02 N.s (3)見解析解析：(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度所受安培力F=BIdF-ma可得。=100 m/s2o(2)由動能定理可知FLmv1彈體受到的沖量l-mv可得/=0.02 N-So(3)由以上表達(dá)式可知v=/()J呼所以欲使彈體的出射速度增加至原來的2倍，可采用的方法有:軌道中的電流變?yōu)樵瓉淼?倍;彈體質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼能壍篱g距變?yōu)樵瓉淼?倍;軌道長度變?yōu)樵瓉淼?倍。 412. (9分)(2021云南昆明一中高三月考)如下圖，一個質(zhì)量為相=l.5xl()4 kg的小滑塊，帶有q=5xl0-4 C的電荷量，放置在傾角a=37。的