2013高三物理單元測試13《磁場》匯總

1、2013 屆高三單元測試 13磁場第 I 卷（選擇題）一、本題共 1616 小題，每小題 4 4 分，共 6464 分在每小題給出的四個選項中，有的小題只有 一個選項正確，有的小題有多個選項正確 . .全部選對的得 4 4 分，選不全的得 2 2 分，有選錯或 不選的得 0 0 分 1.質(zhì)譜儀是測量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素的重要工具.如圖所示為質(zhì)譜儀的原理示意圖.現(xiàn)利用這種質(zhì)譜議對氫元素進行測量.氫元素的各種同位素從 容器A 下方的小孔 S,無初速度飄入電勢差為 u 的加速電場加速后垂直進 入磁感強度為 B 的勻強磁場中氫的三種同位素最后打在照相底片D 上,形成a、b、c三條 質(zhì)譜線”關于三

2、種同位素進人磁場時速度的排列順序 以及a、b、c三條 質(zhì)譜線”的排列順序，下列判斷正確的是（）g匕匚rrL 1 111亠J）.比.A. 進入磁場時速度從大到小排列的順序是氚、氘、氕B. 進入磁場時速度從大到小排列的順序是氘、氚、氕C.a、b、c三條質(zhì)譜線依次排列的順序是氘、氚、氕D.a、b、c三條質(zhì)譜線依次排列的順序是氚、氘、氕2.矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動，下列說法中正確的是（ ）A. 在中性面時，通過線圈的磁通量最大B. 在中性面時，感應電動勢最大C. 穿過線圈的磁通量為零時，感應電動勢也為零D. 穿過線圈的磁通量為零時，磁通量的變化率也為零3. 關于磁感應強度的大小

3、，以下說法中正確的是A. 段通電導線在磁場中某處所受安培力越大，該處磁感應強度就越大B. 通電導線在磁場中受安培力為零處，磁感應強度一定為零C. 磁感線密集處磁感應強度就大D. 磁感應強度 B 反比于檢驗電流元 IL4.關于磁通量的概念，下列說法中正確的有（）A.磁感應強度越大的地方，穿過線圈的磁通量也越大；B磁感應強度越大的地方，線圈的面積越大，則穿過線圈的磁通量也越大；C穿過線圈的磁通量為零時，磁通量的變化率不一定為零；D線圈的匝數(shù)增加1倍，它的磁通量也增加一倍。5.下列各圖中，運動電荷的速度方向、磁場方向和電荷的受力方向之間的關系正 確的是（）A.HUD.6. 某空間存在著如圖甲所示足夠

4、大的、 沿水平方向的勻強磁場， 在磁場中， A、 B 兩 個物塊疊放在一起，置于光滑絕緣水平地面上，物塊 A 帶正電，物塊 B 不帶電 且表面絕緣，在 ti=0 時刻，水平恒力 F 作用在物塊 B 上，使 A、B 由靜止開始 做加速度相同的運動。在 A、B 一起向左運動的過程中，以下說法正確的是（ ）A.圖乙可以反映 A 所受洛倫茲力大小隨時間 t 變化的關系，圖中 y 表示洛倫 茲力的大小B.圖乙可以反映 A 對 B 的摩擦力大小隨時間 t 變化的關系， 圖中 y 表示摩擦 力大小C. 圖乙可以反映 A 對 B 的壓力大小隨時間 t 變化的關系，圖中 y 表示壓力 大小D. 圖乙可以反映 B

5、 對 A 的摩擦力大小隨時間 t 變化的關系，圖中 y 表示壓 力大小7.關于磁感應強度，下列說法正確的是（）A由F可知，B 與 F 成正比與 IL 成反比B =ILB磁場中某一點的磁感應強度由磁場本身決定的，其大小和方向是唯一確定的，與通電導線無關c通電導線受安培力不為零的地方一定存在磁場，通電導線不受安培力的 地方一定不存在磁場（即 B=0）D.通電導線放在磁場中的某點，那點就有磁感應強度，如果將通電導線拿 走，那點的磁感應強度就為零。8.質(zhì)量分別為 mi和 m2、電荷量分別為 qi和 q2的兩粒子在同一勻強磁場中做勻 速圓周運動，已知兩粒子的動量大小相等。下列說法正確的是（ ）A.若 q

6、i=cp，貝U它們作圓周運動的半徑一定相等B 若 mi=m2，貝U它們作圓周運動的半徑一定相等C 若 qi2,貝尼們作圓周運動的周期一定不相等D 若 mim,貝尼們作圓周運動的周期一定不相等9.1930 年勞倫斯制成了世界上第一臺回旋加速器，其原理如圖所示，這臺加速器由兩個銅質(zhì) D 形合 Di、D2構(gòu)成，其間留有空隙，下列說法正確的是（）A. 離子由加速器的中心附近進入加速器B. 離子由加速器的邊緣進入加速器C. 離子從磁場中獲得能量D. 離子從電場中獲得能量10. 在等邊三角形的三個頂點 a、b、c 處，各有一條長直導線垂直穿過紙面，導 線中通有大小相等的恒定電流，方向如圖所示。過 c 點的

7、導線所受安培力的 方向（）a罠IA. 與 ab 邊平行，豎直向上B. 與 ab 邊平行，豎直向下C. 與 ab 邊垂直，指向右邊D.與 ab 邊垂直，指向左邊11.如圖所示，在長方形 abed 區(qū)域內(nèi)有正交的勻強電場和勻強磁場，bc=L，ab =2一帶電粒子從 ad 的中點垂直于電場和磁場方向射入，恰沿直線從 be 邊的中 點 P 射出，若撤去電場，則粒子從 a 點射出且射出時的動能為 Ek；若撤去磁 場，則粒子射出時的動能為（重力不計）（ ）A. EkB. 2EkC. 4EkD. 5Ek12. 下列說法正確的是A. 空間各點磁場的方向就是該點磁感線的切線方向B. 磁感線越密，該處磁通量越大C

8、. 磁感線越疏，該處磁感應強度越大D. 近距離平行放置的兩個條形磁鐵同名磁極間的磁場是勻強磁場13. 如圖所示,兩個圓環(huán) A、B 同心放置，且半徑 RAvRB 一條磁鐵置于兩環(huán)的圓心處 且與圓環(huán)平面垂直 則 A、B 兩環(huán)中磁通 a, B之間的關系是A.（A BB.底=BC.vBD.無法確定14.下列有關對物理公式的理解，其中正確的是A.由公式 B=F/IL 可知，磁感應強度 B 由通電直導線所受的安培力 F 和通過它的電流 I 及導線長度 L 決定B.由公式 a=F/m 可知，加速度 a 由物體受到的合外力 F 和物體的質(zhì)量 m 決C.由公式 E=F/q 可知，電場強度 E 由電荷受到的電場力

9、 F 和電荷的帶電量 q 決定D. 由公式 C=Q/U 可知，電容器的電容 C 由電容器所帶電量 Q 和兩極板間的 電勢差U 決定15. 下列有關運動電荷和通電導線受到磁場對它們的作用力方向正確判斷的是16.在磁感應強度為 2.0X10T 的勻強磁場中，放一個面積是 5.0X10n2的導線 環(huán).當環(huán)面與磁場方向垂直時，穿過導線環(huán)的磁通量等于（）A.2.5X1wb B.1.0 xiwbC.1.5XD.4.0X1wb第 II 卷（非選擇題）二、計算題17. （15 分）如圖所示，在 y 軸的右方有一磁感應強度為 B 的方向垂直紙面向外 的勻強磁場，在 x 軸的下方有一場強為 E 的方向平行 x 軸

10、向左的勻強電場.有一 鉛板放置在 y 軸處，且與紙面垂直.現(xiàn)有一質(zhì)量為 m、電荷量為 q 的粒子由靜止 經(jīng)過加速電壓為 U 的電場加速，然后以垂直于鉛板的方向從 A 處沿直線穿過鉛 板，而后從 x 軸上的 D 處以與 x 軸正向夾角為 60勺方向進入電場和磁場疊加的 區(qū)域，最后到達 y 軸上的 C 點.已知 OD長為 I，不考慮粒子受到的重力，求：（1） 粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的時間；0（2）粒子經(jīng)過鉛板時損失的動能；（3）粒子到達 C 點時的速度大小。18. （6 分）把一根長 I = 10cm 的導線垂直磁感線方向放 入如圖所示的勻強磁場中，X X X XBX X X F x* q

11、 *+x1x r xX X X X(1)當導線中通以 Il= 2A 的電流時，導線受到的安培力大小為1.0X10N,則該磁場的磁感應強度為多少？(2)若該導線中通以 12= 3A 的電流， 則此時導線所受安培力大小是多少? 方向如何？19. (8 分)如圖所示，長度為 60Cm,質(zhì)量為 60g 的均勻金屬桿 MN ,用兩條勁度系 數(shù) k 均為：30N/m 的輕彈簧將兩端懸掛在天花板上，MN 處于磁感應強度為 0. 2T、方向垂直紙面向里的勻強磁場中，并呈水平狀態(tài)，g 取 10 m/s2求：(1)要使彈簧恢復原長，應通人什么方向的電流？電流強度多大？(2)若使電流方向改變而大小不變，穩(wěn)定后彈簧的

12、伸長量為多少？20. (14 分)如圖所示，空間勻強電場 E 沿-y 方向，勻強磁場 B 沿-z 方向。有一 電荷量為q，質(zhì)量為 m 的帶正電粒子，從 O 點沿+x 軸方向以初速度 V0=2E射入B1此帶電粒子距 x 軸的最大距離；2此帶電粒子的軌跡與 x 軸相切的所有點的坐標 x 所滿足的條件場區(qū),x21. （ 15 分）空間有一個水平萬向的勻強磁場 B,磁場中有 a,b 兩點，相距為 s， a、b連線在水平面上且與 B 垂直。一個質(zhì)量為 m，電量為+q 的帶電質(zhì)點從 a 點以速度 vo對準b 射出，為了使它能夠到達 b，vo取什么值？22. （25 分）空間存在垂直于紙面方向的均勻磁場，

13、其方向隨時間作周期性變化， 磁感應強度 B 隨時間 t 變化的圖線如圖 1 所示規(guī)定 B 0 時，磁場的方向 穿出紙面.現(xiàn)在磁場區(qū)域中建立一與磁場方向垂直的平面坐標Oxy，如圖 2 所示.一電荷量 q = 5 冗乂710，質(zhì)量 m =5X10okg 的帶電粒子，位于原點 O 處，在 t =0 時刻以初速度 vo=nm/s 沿 x 軸正方向開始運動，不計重力的作用，不計磁 場的變化可能產(chǎn)生的一切其它影響.1.試在圖 2 中畫出020 ms 時間內(nèi)粒子在磁場中運動的軌跡，并標出圖 2 中縱橫坐標的標度值（評分時只按圖評分，不要求寫出公式或說明。）2. 在磁場變化 N 個（N 為整數(shù)）周期的時間內(nèi)帶

14、電粒子的平均速度的大小等于_.j/mm23.（15 分）空間有半徑為 R 長度 L 很短的圓拄形的磁場區(qū)域，圓拄的軸線為 z 軸，磁場中任一點的磁感強度的方向沿以 z 軸為對稱軸的圓的切線，大小與該點 離 z 軸的距離 r成正比，B=kr （ k 為常數(shù)）如圖中的 和為磁場方向。電量為 q/O(0),質(zhì)量為 m 的一束帶電粒子流如圖中一簇平行箭頭所示，以很高的速度 v 沿圓拄軸線方向，穿過該磁場空間，磁場區(qū)域外的磁場大小可視為 0。試討論這 束帶電粒子流穿過磁場區(qū)域后的運動情況。試卷答案1. D2. A3. C4. C5. B6. C7. B8.A量相等，若q_q，則它們的圓周運動半徑一定相等

15、，選項 A 正確；若q1 q2不能確定兩粒子電量關系，不能確定半徑是否相等，選項B 錯；由周期公式2-m，僅由電量或質(zhì)量關系，無法確定兩粒子做圓周運動的周期是否相等，T二qB選項 C、D 錯。9. AD10. D11. D12. A13. A14. B15. B16. B17. 解析:帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動，其半徑空亠qB qB已知兩粒子動（1）v2（ 1 分）q v B mRI（1）根據(jù)F= BILF=5 10TIL（2分）（2）當導線中電流變化時,導線所在處的磁場不變，故F =BIL =1.5X：10J7N。（2分）根據(jù)左手定則，方向垂直于棒向上（2分）19.（1）要使彈簧恢復

16、原長，安培力方向應向上，由左手定則 可判斷電流方向為MRN（1分）當安培力與重力平衡時彈簧恢復原長=mg60 1010A=5A18. 解析:Tt6 3qB（2分）（2）由動能定理可知此帶電粒子穿過鉛板前的動能Ek0=qU，（ 1 分）又由幾何知識可得|sin 60R即2|（ 2分）R】、3v車，故jqBl（1分）m3m帶電粒子穿過鉛板后的動能Ek122q2B2l2，（1分）mv23m因此粒子穿過鉛板后動能的損失為唱=Ek0 _Ek=qU2q2B2I2（2分）3m（3） 從 D 到 C 只有電場力對粒子做功1i（ 2分）qEI 二-mv2- mv2 M2c2解得Vc_ 4q2B2I2X 3m22

17、qEI （2分）m（2）電流方向改變后，由平衡條件BIL+mg=2kx （2 分）20. 解析:利用運動分解法求解此問題（1）令 vo=VI+V=2E，其中 vi=E, v=BB B分）則帶電粒子的運動可視為速度為 Vi=E的勻速直線運動與速度為 V的逆時B針方向的勻速圓周運動的合運動，如圖所示，其圓周運動的半徑和周期分別為2兀mT二-qB故帶電粒子將做螺旋線運動，粒子運動的軌跡如圖中實線所示，M 點為粒子（2）圖中 P 點為粒子運動軌跡與 x 軸的相切點，且粒子在該點的速度為VP= Vi+V =2E（2 分）B2mg2kmgk=2 102m（2其方向與 Vo方向相同（2分）距 x 軸的最遠點

18、。在這一點粒子的速度為ym=2R=2mE（2分）qB2VM= Vi-V=0 它到 x 軸的距離qBqB其與 x 軸的切點坐標為 Xp=viT=E 2二m 2二mE（2 分）X-=-B qB qB2根據(jù)運動的周期性，粒子與 x 軸的所有相切點的坐標為21. 解析:mgV01市侖磁力恰好和粒子重力抵消，因此由V產(chǎn)生的洛侖磁力使粒子作圓周運動。最V02后粒子作的是圓周運動和勻速直線運動的合運動運動周期2：m，如果s是 T 的整數(shù)倍，粒子一定能達到 b，這時有:TtqBV01x=n xp=vi nT=EB2n二mE（n=1、 2、 3）（1qBqB(1)如果洛侖磁力恰好和粒子重力抵消，則mg =qVo!B(2)如果V0f，則可將V0分解V01，V02，V01必須指向 b 的，它產(chǎn)生的洛sqBmg =n2二qB即So2c m g=2n2-q2B可見s與V無關，如果ss，V必須為soVos1soVomg。如果s = s。，V可以取任qB意值22. 解析:2.22 m/s評分標準：本題25分.L圖線形狀正確