2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí)單元檢測卷九磁場【含答案】

磁場時(shí)間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(本題共8小題，每小題6分，共48分.1～5題為單選題，6～8題為多選題)1．關(guān)于磁鐵、電流間的相互作用，下列說法正確的是()A．甲圖中，電流不產(chǎn)生磁場，電流對小磁針力的作用是通過小磁針的磁場發(fā)生的B．乙圖中，磁體對通電導(dǎo)線的力是通過磁體的電流發(fā)生的C．丙圖中電流間的相互作用是通過電流的磁場發(fā)生的D．丙圖中電流間的相互作用是通過電荷的電場發(fā)生的2．[中考真題·江蘇常州教學(xué)研究合作聯(lián)盟聯(lián)考]通電的等腰梯形導(dǎo)線框abcd與無限長通電直導(dǎo)線MN在同一平面內(nèi)，電流方向如圖所示，ab邊與MN平行．關(guān)于通電直導(dǎo)線MN產(chǎn)生的磁場對線框的作用，下列說法正確的是()A．線框所受安培力的合力為零B．線框有兩條邊所受的安培力方向相同C．線框有兩條邊所受的安培力大小相同D．線框在安培力作用下一定有向右的運(yùn)動(dòng)趨勢3．如圖所示，兩個(gè)完全相同、所在平面互相垂直的導(dǎo)體圓環(huán)P、Q中間用絕緣細(xì)線連接，通過另一絕緣細(xì)線懸掛在天花板上，當(dāng)P、Q中同時(shí)通有圖示方向的恒定電流時(shí)，關(guān)于兩圓環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)(從上向下看)以及細(xì)線中張力的變化，下列說法正確的是()A．P順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，Q逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)P與天花板連接的細(xì)線張力不變B．P逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，Q順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)兩細(xì)線張力均不變C．P、Q均不動(dòng)，P與天花板連接的細(xì)線和與Q連接的細(xì)線張力均增大D．P不動(dòng)，Q逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)P、Q間細(xì)線張力不變4．[中考真題·廣西名校聯(lián)考]如圖所示，間距為0.3m的平行導(dǎo)軌所在平面與水平面之間的夾角為θ，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直平行導(dǎo)軌斜面向上，大小隨時(shí)間變化的規(guī)律為B＝(2＋2t)T．將一根長為0.3m、質(zhì)量為0.2kg的導(dǎo)體棒垂直放置在導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒中通有大小為1A、方向從a到b的電流．t＝0和t＝2s時(shí)刻，導(dǎo)體棒剛好都能處于靜止?fàn)顟B(tài)．取g＝10m/s2，已知sin37°＝0.6，則()A．平行導(dǎo)軌的傾角θ＝30°B．導(dǎo)體棒對平行導(dǎo)軌的壓力大小為1NC．導(dǎo)體棒與平行導(dǎo)軌間的最大靜摩擦力大小為0.3ND．t＝1s時(shí)，導(dǎo)體棒所受的摩擦力為05．[中考真題·山東菏澤一模]已知通電長直導(dǎo)線在其周圍某點(diǎn)產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B0與通電導(dǎo)線中的電流I成正比，與該點(diǎn)到通電導(dǎo)線的距離r成反比，即B0＝keq\f(I,r)，式中k為比例系數(shù)．現(xiàn)有兩條相距為L的通電長直導(dǎo)線a和b平行放置，空間中存在平行于圖示的菱形PbQa的勻強(qiáng)磁場(圖中未畫出)．已知菱形PbQa的邊長也為L，當(dāng)導(dǎo)線a和b中通以大小相等、方向如圖所示的電流I時(shí)，P點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度恰好為零．則下列說法正確的是()A．Q點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為keq\f(I,L)B．勻強(qiáng)磁場的方向從P點(diǎn)指向Q點(diǎn)，大小為2keq\f(I,L)C．勻強(qiáng)磁場的方向從Q點(diǎn)指向P點(diǎn)，大小為2keq\f(I,L)D．兩導(dǎo)線連線中點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為3keq\f(I,L)6．[2021·山西壽陽一中月考]有一方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場垂直光滑絕緣平面，如圖所示(俯視圖)．在A處靜止放置一個(gè)不帶電的金屬球a，另一來自原點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)金屬球b恰好沿y軸正方向撞向a球．碰撞后，兩球的運(yùn)動(dòng)情景圖可能正確的有()7．回旋加速器在科學(xué)研究中得到了廣泛應(yīng)用，其原理如圖所示．D1和D2是兩個(gè)中空的半圓形金屬盒，置于與盒面垂直的勻強(qiáng)磁場中，它們接在電壓為U、周期為T的交流電源上．位于D1的圓心處的質(zhì)子源A能不斷產(chǎn)生質(zhì)子(初速度可以忽略)，它們在兩盒之間被電場加速．當(dāng)質(zhì)子被加速到最大動(dòng)能Ek后，再將它們引出．忽略質(zhì)子在電場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，則下列說法中正確的是()A．若只增大交變電壓U，則質(zhì)子的最大動(dòng)能Ek會(huì)變大B．若只增大交變電壓U，則質(zhì)子在回旋加速器中運(yùn)行的時(shí)間會(huì)變短C．若只將交變電壓的周期變?yōu)?T，仍可用此裝置加速質(zhì)子D．質(zhì)子第n次被加速前、后的軌道半徑之比為eq\r(n－1)eq\r(n)8．[中考真題·山東煙臺(tái)一中月考]如圖所示，AB與BC間有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，∠B＝30°，P為AB上的點(diǎn)，PB＝L.一對正、負(fù)電子(重力及電子間的作用均不計(jì))同時(shí)從P點(diǎn)以同一速度沿平行于BC的方向射入磁場中，正、負(fù)電子中有一個(gè)從S點(diǎn)垂直于AB方向射出磁場，另一個(gè)從Q點(diǎn)射出磁場，則下列說法正確的是()A．負(fù)電子從S點(diǎn)射出磁場B．正、負(fù)電子同時(shí)離開磁場C．正、負(fù)電子各自離開磁場時(shí)，兩電子速度方向的夾角為150°D．Q、S兩點(diǎn)間的距離為L二、非選擇題(本題共3個(gè)小題，52分)9．[2021·山東濟(jì)南模擬](14分)如圖所示，金屬梯形框架導(dǎo)軌放置在豎直平面內(nèi)，頂角為θ，底邊ab長為l，垂直于梯形平面有一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場．在導(dǎo)軌上端放置一根水平金屬棒cd，其質(zhì)量為m，導(dǎo)軌上接有電源，使abcd構(gòu)成回路，回路電流恒為I，cd棒恰好靜止．已知金屬棒和導(dǎo)軌之間接觸良好，不計(jì)摩擦阻力，重力加速度為g，求：(1)cd棒所受的安培力；(2)cd棒與ab邊之間高度差h.10．[中考真題·河南南陽期末](18分)在直角坐標(biāo)系xOy中，第二象限內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(圖中未畫出)，第一象限三角形OPM區(qū)域有如圖所示的勻強(qiáng)電場，電場線與y軸的夾角、MP與x軸的夾角均為30°，已知P點(diǎn)的坐標(biāo)為(9l,0)，在以O(shè)′為圓心的環(huán)狀區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，外圓與直線MP相切于P點(diǎn)，內(nèi)、外圓的半徑分別為l和2l.一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子以速度v0由坐標(biāo)為(－l,0)的A點(diǎn)沿與y軸平行的方向射入第二象限勻強(qiáng)磁場中，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)由坐標(biāo)為(0，eq\r(3)l)的B點(diǎn)進(jìn)入勻強(qiáng)電場，經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)恰由P點(diǎn)進(jìn)入環(huán)狀磁場區(qū)域，不計(jì)粒子重力．(1)求第二象限內(nèi)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大??；(2)求勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大??；(3)要使粒子在環(huán)狀磁場區(qū)域內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，求環(huán)狀區(qū)域勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的取值范圍．11．(20分)如圖所示，在水平面的上方有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝5T，還有水平向左的勻強(qiáng)電場，其大小為E＝50V/m.質(zhì)量為M＝2kg木塊的上表面上釘著一顆小釘子，質(zhì)量m＝0.5kg的光滑帶電小球通過一長為l＝0.2eq\r(2)m的細(xì)線與小釘子相連接，細(xì)線與木塊上表面垂直，小球的帶電荷量為q＝0.5C．木塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，現(xiàn)將木塊由靜止釋放．(重力加速度大小g＝10m/s2，小球可看成質(zhì)點(diǎn))(1)求木塊釋放瞬間小球和木塊之間彈力的大小；(2)木塊脫離地面的瞬間，求細(xì)線對小球的拉力；(3)從釋放木塊到木塊脫離地面過程中木塊的位移為x0＝6.4m，求木塊克服滑動(dòng)摩擦力做的功．(結(jié)果保留1位小數(shù))單元檢測卷(九)1．解析：導(dǎo)線中的電流對小磁針的作用、磁體對電流的作用、電流之間的相互作用都是通過磁場發(fā)生的，故C正確．答案：C2．解析：本題考查安培定則、左手定則、安培力的矢量性．直導(dǎo)線中的電流方向由N到M，根據(jù)安培定則，導(dǎo)線右側(cè)區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里，根據(jù)左手定則，ab邊受向左的安培力，cd邊受到向右的安培力，ad邊受到斜向左下方的安培力，bc受到斜向左上方的安培力，其中bc邊和ad邊所受的安培力大小相同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C正確；離MN越遠(yuǎn)的位置磁感應(yīng)強(qiáng)度越小，故根據(jù)安培力公式F＝BIL，cd邊受到的安培力小于ab邊、bc邊和ad邊受到的安培力的矢量和，則線框在安培力作用下一定有向左的運(yùn)動(dòng)趨勢，四個(gè)邊所受的安培力的合力不為零，選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤．答案：C3．解析：根據(jù)安培定則，P產(chǎn)生的磁場的方向垂直于紙面向外，Q產(chǎn)生的磁場水平向右，根據(jù)左手定則，P將順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，Q逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；轉(zhuǎn)動(dòng)后P、Q兩環(huán)的相鄰處電流的方向相同，所以兩個(gè)圓環(huán)相互吸引，P、Q間細(xì)線張力減小．由整體法可知，P與天花板連接的細(xì)線張力總等于兩環(huán)的重力之和，大小不變；故A正確，B、C、D錯(cuò)誤．故選A.答案：A4．解析：t＝0和t＝2s時(shí)刻，導(dǎo)體棒恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，可知t＝0時(shí)，導(dǎo)體棒剛好要沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)，t＝2s時(shí)，導(dǎo)體棒剛好要沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)，又因?yàn)閷?dǎo)體棒所受安培力的方向一定沿導(dǎo)軌向上，故根據(jù)平衡條件知，t＝0時(shí)有mgsinθ＝Ffmax＋B0IL，t＝2s時(shí)有mgsinθ＋Ffmax＝B2IL，解得Ffmax＝0.6N，sinθ＝0.6，即θ＝37°，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤．導(dǎo)體棒對平行導(dǎo)軌的壓力FN＝mgcos37°＝1.6N，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．t＝1s時(shí)，F(xiàn)安＝B1IL＝1.2N，mgsinθ＝1.2N，因mgsinθ＝F安，故導(dǎo)體棒所受摩擦力為零，選項(xiàng)D正確．答案：D5．解析：由題意知每股電流在P點(diǎn)處產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B＝keq\f(I,L)，由安培定則知導(dǎo)線a和b中的電流在P點(diǎn)處產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向分別垂直Pa和Pb，由平行四邊形定則知合磁場由Q指向P，大小仍為keq\f(I,L)，則勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向應(yīng)由P點(diǎn)指向Q點(diǎn)，且大小為keq\f(I,L)，才能使P點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度恰為零，B、C項(xiàng)錯(cuò)誤；同理可知Q點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度也為零，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由于兩導(dǎo)線連線中點(diǎn)到兩導(dǎo)線的距離均為eq\f(L,2)，兩導(dǎo)線在該處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度加倍，大小均為2keq\f(I,L)，合磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為3keq\f(I,L)，D項(xiàng)正確．答案：D6．解析：本題考查帶電小球在磁場中運(yùn)動(dòng)軌跡分析．由題意分析知帶電金屬球b帶正電，受到洛倫茲力作用做逆時(shí)針方向的圓周運(yùn)動(dòng)．與a球碰撞后，兩球都帶上了正電，均做逆時(shí)針方向的圓周運(yùn)動(dòng)．碰撞后，兩球速度可能同向，運(yùn)動(dòng)軌跡內(nèi)切；兩球速度可能反向，運(yùn)動(dòng)軌跡外切，選項(xiàng)A、D正確，B、C錯(cuò)誤．答案：AD7．解析：由r＝eq\f(mv,qB)可知，質(zhì)子經(jīng)加速后的最大速度與回旋加速器的最大半徑有關(guān)，而與交變電壓U無關(guān)，故A錯(cuò)誤；增大交變電壓，質(zhì)子加速次數(shù)減小，所以質(zhì)子在回旋加速器中的運(yùn)行時(shí)間變短，B正確；為了使質(zhì)子能在回旋加速器中加速，質(zhì)子的運(yùn)動(dòng)周期應(yīng)與交變電壓的周期相同，C錯(cuò)誤；由nqU＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,n)以及rn＝eq\f(mvn,qB)可得質(zhì)子第n次被加速前、后的軌道半徑之比為eq\r(n－1):eq\r(n)，D正確．答案：BD8．解析：由左手定則可知，正電子從S點(diǎn)射出磁場，A錯(cuò)誤；作出正、負(fù)電子運(yùn)動(dòng)軌跡，如圖所示，由幾何關(guān)系可知，正、負(fù)電子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的偏轉(zhuǎn)角均為60°，正、負(fù)電子在磁場中運(yùn)動(dòng)的周期相同，則在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同，故正、負(fù)電子同時(shí)離開磁場，B正確；由圖可知，正、負(fù)電子各自離開磁場時(shí)，兩速度方向的夾角為120°，C錯(cuò)誤；由圖可知，PQ＝PS＝R＝BP＝L且PQ與PS間的夾角為60°，則△PQS為等邊三角形，Q、S兩點(diǎn)間的距離為L，D正確．答案：BD9．解析：(1)cd棒恰好靜止，由平衡條件知，cd棒所受安培力的大小為F＝mg，方向豎直向上．(5分)(2)由F＝BIl得L＝eq\f(mg,BI)(3分)根據(jù)幾何知識(shí)得：h＝eq\f(L－l,2tan\f(θ,2）(2分)把L代入解得：h＝eq\f(\f(mg,BI)－l,2tan\f(θ,2）＝eq\f(mg－BIl,2BItan\f(θ,2）.(4分)答案：(1)mg，方向豎直向上(2)eq\f(mg－BIl,2BItan\f(θ,2）10．解析：本題考查帶電粒子在組合場中的臨界問題．(1)設(shè)第二象限內(nèi)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1，粒子進(jìn)入磁場區(qū)域做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R，由幾何關(guān)系可得(R－l)2＋(eq\r(3)l)2＝R2，解得R＝2l，由洛倫茲力提供向心力可得qv0B1＝meq\f(v\o\al(2,0),R)，解得B1＝eq\f(mv0,2ql).(2)由幾何關(guān)系知粒子恰好垂直勻強(qiáng)電場方向進(jìn)入電場，做類平拋運(yùn)動(dòng)，則有(9l－l)sin60°＝v0t，(9l－l)cos60°＋2l＝eq\f(1,2)at2，又qE＝ma，解得E＝eq\f(mv\o\al(2,0),4ql).(3)粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)，沿電場方向的分速度v′＝at＝eq\r(3)v0，粒子進(jìn)入環(huán)狀磁場的速度v＝eq\r(v\o\al(2,0)＋\r(3)v02)＝2v0，方向恰好沿MP，即外圓的切線方向．要做完整的圓周運(yùn)動(dòng)半徑R0應(yīng)滿足R0≤eq\f(l,2)或eq\f(3,2)l≤R0≤2l，由qvB2＝meq\f(v2,R0)，解得B2≥eq\f(4mv0,ql)或eq\f(mv0,ql)≤B2≤eq\f(4mv0,3ql).答案：(1)eq\f(mv0,2ql)(2)eq\f(mv\o\al(2,0),4ql)(3)B2≥eq\f(4mv0,ql)或eq\f(mv0,ql)≤B2≤eq\f(4mv0,3ql)11．解析：(1)木塊釋放瞬間，小球不受洛倫茲力．木塊和小球整體的受力情況如圖所示根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律可得：qE－Ff＝(M＋m)a1FN－(M＋m)g＝0Ff＝μFN求得：a1＝5m/s2以小球?yàn)檠芯繉ο罂傻茫簈E－N＝ma1求得：N＝22.5N(2)木塊脫離地面時(shí)，地面對木塊的支持力為零，以木塊和小球整體為研究對象，f洛－(M＋m)g＝0qE＝(M＋m)a2求得：a2＝10m/s2以小球?yàn)檠芯繉ο?，如圖所示，根據(jù)牛頓第二定律可得：f洛－mg－Tsinθ