一輪復(fù)習(xí)單元測試題(磁場)

高三一輪復(fù)習(xí)《磁場》單元綜合測試一、選擇題(共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個選項中，第1～6題只有一項符合題目要求，第7～10題有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。)1．(2014·新課標(biāo)Ⅰ)關(guān)于通電直導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場中所受的安培力，下列說法正確的是()A．安培力的方向可以不垂直于直導(dǎo)線B．安培力的方向總是垂直于磁場的方向C．安培力的大小與通電直導(dǎo)線和磁場方向的夾角無關(guān)D．將直導(dǎo)線從中點折成直角，安培力的大小一定變?yōu)樵瓉淼囊话?．(2014·安徽理綜)“人造小太陽”托卡馬克裝置使用強(qiáng)磁場約束高溫等離子體，使其中的帶電粒子被盡可能限制在裝置內(nèi)部，而不與裝置器壁碰撞。已知等離子體中帶電粒子的平均動能與等離子體的溫度T成正比，為約束更高溫度的等離子體，則需要更強(qiáng)的磁場，以使帶電粒子在磁場中的運動半徑不變。由此可判斷所需的磁感應(yīng)強(qiáng)度B正比于()A.eq\r(T)B．TC.eq\r(T3)D．T23．如圖(a)所示，不在同一平面內(nèi)的兩互相垂直的導(dǎo)線，其中MN固定，PQ可以自由運動，當(dāng)兩導(dǎo)線中通入圖示方向電流I1、I2時，導(dǎo)線PQ將()A．順時針方向轉(zhuǎn)動，同時靠近導(dǎo)線MNB．順時針方向轉(zhuǎn)動，同時遠(yuǎn)離導(dǎo)線MNC．逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時靠近導(dǎo)線MND．逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時遠(yuǎn)離導(dǎo)線MN4.(2015·合肥二檢)如圖所示為電流天平，它的右臂掛著矩形線圈，匝數(shù)為n，線圈的水平邊長為L，處于勻強(qiáng)磁場內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向與線圈平面垂直。當(dāng)線圈中通過方向如圖所示的電流I時，調(diào)節(jié)砝碼使兩臂達(dá)到平衡。然后使電流反向，大小不變。這時為使天平兩臂再達(dá)到新的平衡，則需()A．在天平右盤中增加質(zhì)量m＝eq\f(nBIL,g)的砝碼B．在天平右盤中增加質(zhì)量m＝eq\f(2nBIL,g)的砝碼C．在天平左盤中增加質(zhì)量m＝eq\f(nBIL,g)的砝碼D．在天平左盤中增加質(zhì)量m＝eq\f(2nBIL,g)的砝碼5.(2013·重慶高考)如圖所示，一段長方體形導(dǎo)電材料，左右兩端面的邊長都為a和b，內(nèi)有帶電量為q的某種自由運動電荷。導(dǎo)電材料置于方向垂直于其前表面向里的勻強(qiáng)磁場中，內(nèi)部磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。當(dāng)通以從左到右的穩(wěn)恒電流I時，測得導(dǎo)電材料上、下表面之間的電壓為U，且上表面的電勢比下表面的低。由此可得該導(dǎo)電材料單位體積內(nèi)自由運動電荷數(shù)及自由運動電荷的正負(fù)分別為()A.eq\f(IB,|q|aU)，負(fù)B．eq\f(IB,|q|aU)，正C.eq\f(IB,|q|bU)，負(fù)D．eq\f(IB,|q|bU)，正6.如右上圖，半徑為R的圓是一圓柱形勻強(qiáng)磁場區(qū)域的橫截面(紙面)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面向外。一電荷量為q(q>0)，質(zhì)量為m的粒子沿平行于直徑ab的方向射入磁場區(qū)域，射入點與ab的距離為eq\f(R,2)。已知粒子射出磁場與射入磁場時運動方向間的夾角為60°，則粒子的速率為(不計重力)()A.eq\f(qBR,2m)B．eq\f(qBR,m)C.eq\f(3qBR,2m) D．eq\f(2qBR,m)7.(2015·江西八校聯(lián)考)如圖所示，在水平勻強(qiáng)電場和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，有一豎直足夠長固定絕緣桿MN，小球P套在桿上，已知P的質(zhì)量為m、電荷量為＋q，電場強(qiáng)度為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，P與桿間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g。小球由靜止開始下滑直到穩(wěn)定的過程中()A．小球的加速度一直減小B．小球的機(jī)械能和電勢能的總和保持不變C．下滑加速度為最大加速度一半時的速度可能是v＝eq\f(2μqE－mg,2μqB)D．下滑加速度為最大加速度一半時的速度可能是v＝eq\f(2μqE＋mg,2μqB)8.長為L的水平極板間，有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，板間距離為L，板不帶電。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子(不計重力)，從左邊極板間中點處垂直磁感線以速度v水平射入磁場，欲使粒子不打在極板上，可采用的方法是()A．使粒子的速度v<eq\f(BqL,4m)B．使粒子的速度v>eq\f(BqL,4m)C．使粒子的速度v>eq\f(5BqL,4m)D．使粒子的速度v<eq\f(5BqL,4m)9.空間存在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，圖中的正方形為其邊界。一細(xì)束由兩種粒子組成的粒子流沿垂直于磁場的方向從O點入射。這兩種粒子帶同種電荷，它們的電荷量、質(zhì)量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子。不計重力。下列說法中正確的是()A．入射速度不同的粒子在磁場中的運動時間一定不同B．入射速度相同的粒子在磁場中的運動軌跡一定相同C．在磁場中運動時間相同的粒子，其運動軌跡一定相同D．在磁場中運動時間越長的粒子，其軌跡所對的圓心角一定越大10．(2015·蘇北三市一模)如右上圖所示為一種質(zhì)譜儀示意圖，由加速電場、靜電分析器和磁分析器組成。若靜電分析器通道中心線的半徑為R，通道內(nèi)均勻輻射電場在中心線處的電場強(qiáng)度大小為E，磁分析器有范圍足夠大的有界勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向外。一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子從靜止開始經(jīng)加速電場加速后沿中心線通過靜電分析器，由P點垂直邊界進(jìn)入磁分析器，最終打到膠片上的Q點。不計粒子重力。下列說法中正確的是()A．極板M比極板N電勢高B．加速電場的電壓U＝ERC．直徑PQ＝2Beq\r(qmER)D．若一群離子從靜止開始經(jīng)過上述過程都落在膠片上同一點，則該群離子具有相同的比荷第Ⅱ卷(非選擇題共60分)二、填空題(共3小題，共18分。把答案直接填在橫線上)11．(6分)目前，世界上正在研制一種新型發(fā)電機(jī)——磁流體發(fā)電機(jī)，它可以把氣體的內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電能，如圖所示是它的發(fā)電原理：將一束等離子體(即高溫下電離的氣體，含有大量正離子和負(fù)離子，但從整體上來說呈電中性)射入磁場，磁場中有兩塊金屬板A、B，則高速射入的離子在洛倫茲力的作用下向A、B兩板聚集，使兩板間產(chǎn)生電勢差，若平行金屬板間距離為d，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，等離子體流速為v，氣體從一側(cè)面垂直磁場射入板間，不計氣體電阻，外電路電阻為R，則兩板間最高電壓為________；可能達(dá)到的最大電流為________。12．(6分)如圖甲、乙所示是電磁流量計的示意圖，在非磁性材料做成的圓管道外加一勻強(qiáng)磁場，當(dāng)管中的導(dǎo)電液體流過磁場區(qū)域時，測出管壁上a、b兩點間的電勢差U，就可以知道管中液體的流量Q一單位時間內(nèi)流過液體的體積(m3/s)。已知圓管的直徑為D，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則Q與U的關(guān)系式為__________________。13．(6分)豎直放置的半圓形光滑絕緣管道處在如右上圖所示的勻強(qiáng)磁場中，B＝1.1T，管道半徑R＝0.8m，其直徑POQ在豎直線上，在管口P處以2m/s的速度水平射入一個帶電小球(可視為質(zhì)點)，其電荷量為10－4C(g取10m/s2)，小球滑到Q處時的速度大小為________；若小球從Q處滑出瞬間，管道對它的彈力正好為零，小球的質(zhì)量為________。(g＝10m/s2三、論述計算題(共4小題，共42分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)14．(10分)如圖所示，在傾角為θ＝30°的斜面上，固定一寬L＝0.25m的平行金屬導(dǎo)軌，在導(dǎo)軌上端接入電源和滑動變阻器R。電源電動勢E＝12V，內(nèi)阻r＝1Ω，一質(zhì)量m＝20g的金屬棒ab與兩導(dǎo)軌垂直并接觸良好。整個裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.80T、垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場中(導(dǎo)軌與金屬棒的電阻不計)。金屬導(dǎo)軌是光滑的，取g＝10m/s2，要保持金屬棒在導(dǎo)軌上靜止，求：(1)金屬棒所受到的安培力的大小。(2)通過金屬棒的電流的大小。(3)滑動變阻器R接入電路中的阻值。15．(10分)(2014·江蘇高考)某裝置用磁場控制帶電粒子的運動，工作原理如圖所示。裝置的長為L，上下兩個相同的矩形區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B、方向與紙面垂直且相反，兩磁場的間距為d。裝置右端有一收集板，M、N、P為板上的三點，M位于軸線OO′上，N、P分別位于下方磁場的上、下邊界上。在紙面內(nèi)，質(zhì)量為m、電荷量為－q的粒子以某一速度從裝置左端的中點射入，方向與軸線成30°角，經(jīng)過上方的磁場區(qū)域一次，恰好到達(dá)P點。改變粒子入射速度的大小，可以控制粒子到達(dá)收集板上的位置。不計粒子的重力。(1)求磁場區(qū)域的寬度h；(2)欲使粒子到達(dá)收集板的位置從P點移到N點，求粒子入射速度的最小變化量Δv；(3)欲使粒子到達(dá)M點，求粒子入射速度大小的可能值。16．(10分)(2014·大綱全國)如圖，在第一象限存在勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于紙面(xy平面)向外；在第四象限存在勻強(qiáng)電場，方向沿x軸負(fù)向。在y軸正半軸上某點以與x軸正向平行、大小為v0的速度發(fā)射出一帶正電荷的粒子，該粒子在(d,0)點沿垂直于x軸的方向進(jìn)入電場。不計重力。若該粒子離開電場時速度方向與軸負(fù)方向的夾角為θ，求：(1)電場強(qiáng)度大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的比值；(2)該粒子在電場中運動的時間。17．(12分)(2015·合肥模擬)如圖甲所示，帶正電粒子以水平速度v0從平行金屬板MN間中線OO′連續(xù)射入電場中。MN板間接有如圖乙所示的隨時間t變化的電壓UMN，兩板間電場可看作是