一輪單元訓(xùn)練金卷·高三·物理(B)卷第十單元磁場(chǎng)注意事項(xiàng)：1、答題前,先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)填寫在試題卷和答題卡上,并將準(zhǔn)考證號(hào)條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。2、選擇題的作答：每小題選出答案后,用2B鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑,寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無(wú)效。3、非選擇題的作答：用簽字筆直接答在答題卡上對(duì)應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無(wú)效。4、考試結(jié)束后,請(qǐng)將本試題卷和答題卡一并上交。一、(本題共10小題,每小題6分,在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,第1～6題只有一項(xiàng)符合題目要求,第7～10題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分,選對(duì)但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分)1、帶電粒子垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)時(shí),會(huì)受到洛倫茲力的作用。下列表述正確的是()A、洛倫茲力一定會(huì)對(duì)帶電粒子做功B、洛倫茲力的大小與速度無(wú)關(guān)C、洛倫茲力不改變帶電粒子的速度方向D、洛倫茲力不改變帶電粒子的動(dòng)能2、有兩根長(zhǎng)直導(dǎo)線a、b互相平行放置,如圖所示為垂直于導(dǎo)線的截面圖。在圖中所示的平面內(nèi),O點(diǎn)為兩根導(dǎo)線連線的中點(diǎn),M、N為兩根導(dǎo)線附近的兩點(diǎn),它們?cè)趦蓪?dǎo)線連線的中垂線上,且與O點(diǎn)的距離相等。若兩導(dǎo)線中通有大小相等、方向相同的恒定電流I,則關(guān)于線段MN上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的說(shuō)法中正確的是()A、M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,方向相反B、M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,方向相同C、在O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向水平向右D、在O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向水平向左3、將圓柱形強(qiáng)磁鐵吸在干電池的負(fù)極,強(qiáng)磁鐵的S極朝上N極朝下,金屬導(dǎo)線折成上端有一支點(diǎn),下端開口的導(dǎo)線框,使導(dǎo)線框的頂端支點(diǎn)和底端分別與電源的正極和磁鐵都接觸良好但不固定,這樣整個(gè)線框就可以繞電池旋轉(zhuǎn)起來(lái)。下列判斷正確的是()A、線框能旋轉(zhuǎn)起來(lái),是因?yàn)閼T性B、俯視觀察,線框沿逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)C、電池輸出的電功率等于線框旋轉(zhuǎn)的機(jī)械功率D、導(dǎo)線框?qū)⑸舷抡駝?dòng)4、“極光”是由太陽(yáng)發(fā)射的高速帶電粒子受地磁場(chǎng)的影響,進(jìn)入兩極附近時(shí),撞擊并激發(fā)高空中的空氣分子和原子發(fā)光引起的。假如我們?cè)诒睒O地區(qū)忽然發(fā)現(xiàn)正上方的某一高空出現(xiàn)了射向地球的、沿逆時(shí)針?lè)较蛏傻淖仙顦O光（顯示帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡）,考慮大氣的阻力。則關(guān)于引起這一現(xiàn)象的高速粒子的電性及弧狀極光的彎曲程度的說(shuō)法中,正確的是()A、高速粒子帶正電B、高速粒子帶負(fù)電C、軌跡半徑不變D、軌跡半徑逐漸增大5、如圖所示的天平可用來(lái)測(cè)定磁感應(yīng)強(qiáng)度,天平的右臂下面掛有一個(gè)矩形線圈,寬為L(zhǎng),共N匝,線圈下部懸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直紙面。當(dāng)線圈中通有電流I時(shí),方向如圖,在天平左、右兩邊各加質(zhì)量分別為m1、m2的砝碼,天平平衡；當(dāng)電流反向時(shí)(大小不變),右邊再加上質(zhì)量為m的砝碼后,天平重新平衡,由此可知()A、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里,大小為B、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里,大小為C、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向外,大小為D、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向外,大小為6、如圖所示,電子經(jīng)電壓U加速后垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)半個(gè)圓周后打在P點(diǎn),通過(guò)調(diào)節(jié)電壓U可以控制P點(diǎn)的位置,設(shè)OP=x,能夠正確反映U與x關(guān)系的圖象是()7、磁流體發(fā)電是一項(xiàng)新興技術(shù)。如圖所示,平行金屬板之間有一個(gè)很強(qiáng)的磁場(chǎng),將一束含有大量正、負(fù)帶電粒子的的等離子體,沿圖中所示方向噴入磁場(chǎng),圖中虛線框部分相當(dāng)于發(fā)電機(jī),把兩個(gè)極板與用電器相連,則()A、用電器中的電流方向從B到AB、用電器中的電流方向從A到BC、若只增大帶電粒子電量,發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)增大D、若只增大噴入粒子的速度,發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)增大8、如圖所示,兩根長(zhǎng)直導(dǎo)線豎直插入光滑絕緣水平桌面上的M、N兩小孔中,O為M、N連線中點(diǎn),連線上a、b兩點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱,導(dǎo)線通有大小相等、方向相反的電流I。已知通電長(zhǎng)直導(dǎo)線在周圍產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度,式中k是常數(shù),I是導(dǎo)線中的電流,r為點(diǎn)到導(dǎo)線的距離。一帶正電的小球(圖中未畫出)以初速度v0從a點(diǎn)出發(fā)沿連線運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn),關(guān)于上述過(guò)程,下列說(shuō)法正確的是()A、小球先做加速運(yùn)動(dòng)后做減速運(yùn)動(dòng)B、小球一直做勻速直線運(yùn)動(dòng)C、小球?qū)ψ烂娴膲毫ο仍龃蠛鬁p小D、小球?qū)ψ烂娴膲毫σ恢痹谠龃?、如圖,ab、cd是兩根長(zhǎng)度均為L(zhǎng)＝4.0m,質(zhì)量分別為m1＝0.6kg和m2＝0.2kg的金屬棒,兩根等長(zhǎng)的細(xì)金屬桿將兩節(jié)干電池與兩個(gè)金屬棒串聯(lián)成閉合回路,整個(gè)回路用絕緣細(xì)線懸掛在天花板上,保證金屬棒水平。整個(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1.0T,電路中的電流I＝0.5A,待系統(tǒng)穩(wěn)定之后(金屬棒、細(xì)金屬桿在力的作用下不會(huì)發(fā)生變形,取g＝10m/s2),則()A、絕緣細(xì)線與豎直方向的夾角0°B、絕緣細(xì)線與豎直方向的夾角45°C、細(xì)金屬桿與豎直方向的夾角45°D、細(xì)金屬桿與豎直方向的夾角90°10、如圖(a)所示,在半徑為R的虛線區(qū)域內(nèi)存在周期性變化的磁場(chǎng),其變化規(guī)律如圖(b)所示。薄擋板MN兩端點(diǎn)恰在圓周上,且MN所對(duì)的圓心角為120°。在t=0時(shí),一質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子,以初速度v從A點(diǎn)沿直徑AOB射入場(chǎng)區(qū),運(yùn)動(dòng)到圓心O后,做一次半徑為的完整的圓周運(yùn)動(dòng),再沿直線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),在B點(diǎn)與擋板碰撞后原速率返回（碰撞時(shí)間不計(jì),電荷量不變）,運(yùn)動(dòng)軌跡如圖(a)所示。粒子的重力不計(jì),不考慮變化的磁場(chǎng)所產(chǎn)生的電場(chǎng),下列說(shuō)法正確的是()A、磁場(chǎng)方向垂直紙面向外B、圖(b)中C、圖(b)中D、若t=0時(shí),質(zhì)量為m、電荷量為-q的帶電粒子,以初速度v從A點(diǎn)沿AO入射,偏轉(zhuǎn)、碰撞后,仍可返回A點(diǎn)二、(本題共4小題,共50分。把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答。解答題應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟,只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)11、(10分)如圖所示,虛線所圍區(qū)域內(nèi)有方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一束電子沿圓形區(qū)域的直徑方向以速度v射入磁場(chǎng),電子束經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)區(qū)后,其運(yùn)動(dòng)的方向與原入射方向成θ角。設(shè)電子質(zhì)量為m,電荷量為e,不計(jì)電子之間的相互作用力及所受的重力。求：(1)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑R；(2)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t；(3)圓形磁場(chǎng)區(qū)域的半徑r。12、(12分)如圖所示,有一平行板電容器左邊緣在y軸上,下極板與x軸重合,兩極板間勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E。一電荷量為q,質(zhì)量為m的帶電粒子,從O點(diǎn)與x軸成θ角斜向上射入極板間,粒子經(jīng)過(guò)K板邊緣a點(diǎn)平行于x軸飛出電容器,立即進(jìn)入一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的圓形磁場(chǎng)的一部分(磁場(chǎng)分布在電容器的右側(cè)且未畫出),隨后從c點(diǎn)垂直穿過(guò)x軸離開磁場(chǎng)。已知粒子在O點(diǎn)的初速度大小為v＝eq\f(\r(3)E,B),∠acO＝45°,cosθ＝eq\f(\r(3),3),磁場(chǎng)方向垂直于坐標(biāo)平面向外,磁場(chǎng)與電容器不重合,帶電粒子重力不計(jì),試求：(1)K極板所帶電荷的電性；(2)粒子經(jīng)過(guò)c點(diǎn)時(shí)的速度大小；(3)圓形磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積。13、(14分)如圖所示,空間有垂直xOy平面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和沿-y方向電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)。一質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子(重力不計(jì))以速度v0從y

軸上的M點(diǎn)沿x軸正方向射入電磁場(chǎng)區(qū)域,一段時(shí)間后粒子經(jīng)過(guò)x軸的正半軸上的N點(diǎn),且此時(shí)速度大小為,方向與+x軸的夾角為θ=60°,此時(shí)撤去電場(chǎng),再經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,粒子恰好垂直經(jīng)過(guò)y軸上的P點(diǎn)(圖中未畫出),不計(jì)粒子重力,求：(1)粒子到達(dá)N點(diǎn)時(shí)加速度的大小a；(2)M點(diǎn)的坐標(biāo)和P點(diǎn)的坐標(biāo)。14、(14分)如圖所示,xOy坐標(biāo)系中,在y軸右側(cè)有一平行于y軸的邊界PQ,PQ左側(cè)和右側(cè)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B與的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向均垂直于xOy平面向里、y軸上有一點(diǎn)A與原點(diǎn)O的距離為l、電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電粒子,以某一速度從坐標(biāo)原點(diǎn)O處沿x軸正方向射出,經(jīng)過(guò)的時(shí)間為時(shí)恰好到達(dá)A點(diǎn),不計(jì)粒子的重力作用。(1)粒子在左右中圓周運(yùn)動(dòng)半徑大小之比r1:r2(2)求邊界PQ與y軸的距離d和粒子從O點(diǎn)射出的速度大小v0；(3)若相同的粒子以更大的速度從原點(diǎn)O處沿x軸正方向射出,為使粒子能經(jīng)過(guò)A點(diǎn),粒子的速度大小應(yīng)為多大？一輪單元訓(xùn)練金卷·高三·物理(B)卷第十單元磁場(chǎng)答案一、(本題共10小題,每小題6分,在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,第1～6題只有一項(xiàng)符合題目要求,第7～10題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分,選對(duì)但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分)1、【答案】D2、【答案】A3、【答案】B4、【答案】B【解析】在北極上空有豎直向下的磁場(chǎng),由地面上看帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡沿逆時(shí)針?lè)较?則從上空看帶電粒子的軌跡沿順時(shí)針?lè)较?由左手定則得粒子帶負(fù)電。故A錯(cuò)誤,B正確；運(yùn)動(dòng)過(guò)程中粒子因空氣阻力做負(fù)功,運(yùn)動(dòng)動(dòng)能變小,速度減小,則半徑小,故C、D錯(cuò)誤。5、【答案】B【解析】當(dāng)B的方向垂直紙面向里,開始線圈所受安培力的方向向下,電流方向相反,則安培力方向反向,變?yōu)樨Q直向上,相當(dāng)于右邊少了兩倍的安培力大小,所以需要在右邊加砝碼,則有,所以,故B正確,A錯(cuò)誤；當(dāng)B的方向垂直紙面向外,開始線圈所受安培力的方向向上,電流方向相反,則安培力方向反向,變?yōu)樨Q直向下,相當(dāng)于右邊多了兩倍的安培力大小,所以需要在左邊加砝碼,故C、D錯(cuò)誤。6、【答案】C【解析】帶電粒子在電場(chǎng)中加速運(yùn)動(dòng),根據(jù)動(dòng)能定理得,進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)洛倫茲力提供向心力,則有,粒子運(yùn)動(dòng)半個(gè)圓打到P點(diǎn),所以,解得,即x與成正比,故C正確。7、【答案】BD8、【答案】BC9、【答案】AC【解析】以整體為研究對(duì)象,整體總共受到四個(gè)力的作用,水平方向上,兩金屬棒受到力的大小均為F＝BIL,方向相反的安倍力,這兩個(gè)力互相平衡；豎直方向上,絕緣細(xì)線的拉力與總的重力平衡,因?yàn)橹亓Φ姆较蜇Q直向下,所以,絕緣細(xì)線的拉力一定是豎直向上,也就是說(shuō),絕緣細(xì)線與豎直方向的夾角為0°,A正確,B錯(cuò)誤；以cd棒為研究對(duì)象,cd棒受三個(gè)力而平衡,安培力F＝BIL＝1×0.5×4N＝2N,cd棒的重力m2g＝0.2×10N＝2N,由平衡條件得F＝m2gtanθ,解得θ＝45°,即金屬絲與豎直方向的夾角為45°,C正確,D錯(cuò)誤。10、【答案】BC【解析】根據(jù)軌跡可知,帶正電的粒子從O點(diǎn)向上偏轉(zhuǎn)做圓周運(yùn)動(dòng),由左手定則可知,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,A錯(cuò)誤；粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)洛倫茲力提供向心力,由牛頓第二定律得,解得磁感應(yīng)強(qiáng)度,B正確；虛線區(qū)域不加磁場(chǎng)時(shí)粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng),粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,虛線區(qū)域加速磁場(chǎng)后粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng),粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,磁場(chǎng)變化的周期,C正確；若t=0時(shí),質(zhì)量為m、電荷量為-q的帶電粒子,以初速度v從A點(diǎn)沿AO入射,到達(dá)O點(diǎn)后向下,與板碰撞后,到達(dá)B板,與B碰撞后向上偏轉(zhuǎn)90°然后從磁場(chǎng)中飛出,則不能返回A點(diǎn),D錯(cuò)誤。二、(本題共4小題,共50分。把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答。解答題應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟,只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)11、(10分)【解析】(1)電子在磁場(chǎng)中受到的洛倫茲力提供電子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力即：qvB＝meq\f(v2,R)由此可得電子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R＝eq\f(mv,qB)＝eq\f(mv,eB)。(2)如圖所示,根據(jù)幾何關(guān)系,可以知道電子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角α＝θ則電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間：t＝eq\f(θ,2π)T＝eq\f(θ,2π)×eq\f(2πR,v)＝eq\f(θ,v)×eq\f(mv,eB)＝eq\f(mθ,eB)。(3)由題意知,由圖根據(jù)幾何關(guān)系知：taneq\f(α,2)＝eq\f(r,R)解得r＝Rtaneq\f(α,2)＝eq\f(mv,eB)taneq\f(θ,2)。12、(12分)【解析】(1)粒子由a到c,向下偏轉(zhuǎn),根據(jù)左手定則判斷,可知粒子帶正電。粒子在電場(chǎng)中做類斜拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)粒子做曲線運(yùn)動(dòng)的條件可知電場(chǎng)力垂直于兩極板向下,正電荷受到的電場(chǎng)力與電場(chǎng)方向相同,故電場(chǎng)方向垂直于兩極板向下,K板帶正電,L板帶負(fù)電。(2)粒子由O到a做類斜拋運(yùn)動(dòng),水平方向分運(yùn)動(dòng)為勻速直線運(yùn)動(dòng),豎直方向?yàn)閯驕p速運(yùn)動(dòng),到達(dá)a點(diǎn)平行于x軸飛出電容器,即豎直方向分速度減為零,a點(diǎn)速度為初速度的水平分量,出電場(chǎng)后粒子在磁場(chǎng)外做勻速直線運(yùn)動(dòng),在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),速度大小始終不變,故粒子經(jīng)過(guò)c點(diǎn)時(shí)的速度與a點(diǎn)速度大小相等。由上可知粒子經(jīng)過(guò)c點(diǎn)時(shí)的速度大小vc＝va＝vcosθ＝eq\f(\r(3)Ecosθ,B)＝eq\f(E,B)。(3)粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng),軌跡如圖所示,a、c為兩個(gè)切點(diǎn)。洛倫茲力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律可知：qvcB＝meq\f(vc2,R)可得軌跡半徑R＝eq\f(mvc,qB)＝eq\f(mE,qB2)粒子飛出電容器立即進(jìn)入圓形磁場(chǎng)且磁場(chǎng)與電容器不重合,圓形磁場(chǎng)必與電容器右邊界ab切于a點(diǎn),還需保證c點(diǎn)也在磁場(chǎng)中,當(dāng)圓形磁場(chǎng)與bc切于c點(diǎn)時(shí)磁場(chǎng)面積最小,此時(shí)磁場(chǎng)半徑與軌跡半徑相等。磁場(chǎng)最小面積S＝πR2＝eq\f(πm2E2,q2B4)。13、(14分)【解析】(1)粒子過(guò)N點(diǎn)洛倫茲力,電場(chǎng)力兩力夾角是120°,所以這兩個(gè)力的合力大小是由牛頓第二定律得。(2)帶電粒子由M運(yùn)動(dòng)到N的過(guò)程中,由動(dòng)能定理：解得：所以M點(diǎn)坐標(biāo)是（0,）撤去電場(chǎng)