2019届高高二物理单元测试题--3-1磁场

2—1 2019届高二物理单元试题——3-1磁场 一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的． 1．如图所示，通电直导线右边有一个矩形线框，线框平面与通电直导线共面，若使线框逐渐远离（平动）通电导线，则穿过线框的磁通量将 A、逐渐减小 B、逐渐增大 C、保持不变 D、不能确定 2．从太阳或其他星体上放射出的宇宙射线中含有大量的高能带电粒子，这些高能粒子流到达地球会对地球上的生命带来危害，但是由于地球周围存在磁场，地磁场能改变宇宙射线中带电粒子的运动方向，对地球上的生命起到保护作用，如图所示。那么 A．地磁场对宇宙射线的阻挡作用各处相同 B．地磁场对垂直射向地球表面的宇宙射线的阻挡作用在南、北两极最强，赤道附近最弱 C．地磁场对垂直射向地球表面的宇宙射线的阻挡作用在南、北两极最弱，赤道附近最强 D．地磁场会使沿地球赤道平面内射来的宇宙射线中的带电粒子向两极偏转 3．如图所示，要使线框ａｂｃｄ在受到磁场力作用后，ａｂ边向纸外，ｃｄ边向纸里转动，可行的方法是： A．方向垂直纸面向外的磁场，通方向为ａ→ｂ→ｃ→ｄ→ａ的电流 B．加方向平行纸面向上的磁场，通以方向为ａ→ｂ→ｃ→ｄ→ａ电流 C．加方向平行于纸面向下的磁场，通以方向为ａ→ｂ→ｃ→ｄ的电流 D．加方向垂直纸面向内的磁场，通以方向为ａ→ｄ→ｃ→ｂ→ａ的电流 4．质子（p）和α粒子质量之比为1:4，电荷量之比为1:2，它们以相同的速率在同一匀强磁场中作匀速圆周运动，轨道半径分别 为 RP 和 R，周期分别为 TP 和 T，则下列选项正确的是 A．R ：R p＝2 ：1 ；T ：T p＝2 ：1 B．R ：R p＝1：1 ；T ：T p＝1 ：1 C．R ：R p＝1 ：1 ；T ：T p＝2 ：1 D．R ：R p＝2：1 ；T ：T p＝1 ：1 5．两条直导线相互垂直，如图所示，但相隔一个小距离，其中AB是固定的，另一条CD能自由转动，当直流电流按图所示方向通入两条导线时，CD导线将 A．逆时针方向转动，同时离开导线AB B．顺时针方向转动，同时离开导线AB C．顺时针方向转动，同时靠近导线AB D．逆时针方向转动，同时靠近导线AB

6．如图，条形磁铁放在水平桌面上，在其上方靠近S极一侧固定一根长直导线，导线与磁铁垂直．给导线通以垂直纸面向里的电流，用FN表示磁铁对桌面的压力，用f表示桌面对磁铁的摩擦力，则导线通电后与通电前相比较 A．FN减小，f不变 B．FN减小，f增大 C．FN增大，f不变 D．FN增大，增大 二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分． 7．如图所示，在竖直向上的匀强磁场中，水平放置着一根长直流导线，电流方向指向读者，ａ、ｂ、ｃ、ｄ是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中 A．ａ、ｂ两点磁感应强度相同 B．ｃ、ｄ两点磁感应强度大小相等 C．ａ点磁感应强度最大 D ．b点磁感应强度最大 8. 一束粒子沿水平方向飞过小磁针的下方，如图所示，此时小磁针的S极向纸内偏转，粒子可能是 A．向右飞行的正离子束 B．向左飞行的负离子束 C．向右飞行的电子束 D．向左飞行的电子束 9. 如图所示，弹簧称下挂一条形磁铁，条形磁铁的N极的一部分位于未通电的螺线管内，下列说法中正确的是 A. 若将ａ接电源正极，ｂ接电源负极，弹簧称示数将减小 B. 若将ａ接电源正极，ｂ接电源负极，弹簧称示数将增大 C. 若将ａ接电源负极，ｂ接电源正极，弹簧称示数将增大 D. 若将ａ接电源负极，ｂ接电源正极，弹簧称示数将减小 10. 图中为一“滤速器”装置示意图。a、b为水平放置的平行金属板，一束具有各种不同速率的电子沿水平方向经小孔O进入a、b两板之间。为了选取具有某种特定速率的电子，可在a、b间加上电压，并沿垂直于纸面的方向加一匀强磁场，使所选电子仍能够沿水平直线OO'运动，由O'射出。不计重力作用。可能达到上述目的的办法是 A．使a板电势高于b板，磁场方向垂直纸面向里 B．使a板电势低于b板，磁场方向垂直纸面向里 C．使a板电势高于b板，磁场方向垂直纸面向外 D．使a板电势低于b板，磁场方向垂直纸面向外

N S O a b O2—2

班级 考籍号 姓名 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

三、填空题：本题共3小题，共18分．把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程． 11．电子（e，m）以速度ｖ0与ｘ轴成30°角垂直射入磁感强度为B的匀强磁场中，经一段时间后，打在ｘ轴上的P点，如图所示，则P点到O点的距离为＿＿＿＿，由O点运动到P点的时间为＿＿＿＿＿。

12．如上图所示，是等离子体发电机的示意图，磁感应强度为B，两板间距离为d，要使输出电压为U，则等离子的速度v为______________，上板是电源的_____极。

13．如上图所示质量为m，长为L的导体棒静止于水平轨道上，通过的电流为I，匀强磁场的磁感应强度为B，其方向与轨道平面成θ角斜向上方，则MN所受的支持力为___________________，摩擦力为____________。

四、计算题：本题共3小题，共38分．把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤． 14．（10分）电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图所示，利用这种装置可以把质量为m＝2.0 g的弹体(包括金属杆EF的质量)加速到v=6 km/s，若这种装置的轨道宽为d＝2 m，长L＝100 m，电流I＝10 A，轨道摩擦不计，求 （1）弹体的加速度大小； （2）安培力的大小； （3）轨道间所加匀强磁场的磁感应强度大小。

15．（12分）在以坐标原点 O为圆心、半径为 r的圆形区域内，存在磁感应强度大小为 B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，如图所示。 一个不计重力的带电粒子从磁场边界与 x轴的交点 A处以速度 v沿－x方向射入磁场，它恰好从磁场边界与 y轴的交点 C处沿+y方向飞出。

（1）请判断该粒子带何种电荷，并求出其比荷q/m ； （2）若磁场的方向和所在空间范围不变，而磁感应强度的大小变为'B，该粒子仍从 A处以相同的速度射入磁场，但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角，求磁感应强度'B多大？此次粒子在磁场中运动所用时间 t是多少？

16．（16分）如图所示，一带电微粒质量为m=2.0×10-11kg、电荷量q=+1.0×10-5C，从静止开始经电压为U1=100V的电场加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中，微粒射出电场时的偏转角θ=30º，并接着进入一个方向垂直纸面向里、宽度为D=34.6cm的匀强磁场区域。已知偏转电场中金属板长L=20cm，两板间距d=17.3cm，重力忽略不计。求： （1）带电微粒进入偏转电场时的速率v1； （2）偏转电场中两金属板间的电压U2； （3）为使带电微粒不会由磁场右边射出，该匀强磁场的磁感应强度B至少多大？

D θ B U1

U2

v

L 2—3

3-1磁场单元测试题参考答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A C B A D D BD ABD AC AD

11．mv0/eB、πm/3eB 12．U/Bd，正 13．mg-BILcosθ，BILsinθ 14．（1）a=1.8×105m/s2（2）360N（3）18T

15．（1）由粒子的飞行轨迹，利用左手定则可知，该粒子带负电荷。 粒子由 A点射入，由 C点飞出，其速度方向改变了 90°，则粒子轨迹半径 Rr ①

又2vqvBmR ②

则粒子的比荷 qvmBr ③

（2）粒子从 D 点飞出磁场速度方向改变了 60°角，故 AD 弧所对圆心角 60°，粒子做圆周运动的半径

'cot303Rrr ④

又

''mvRqB ⑤

所以 3'3BB ⑥ 粒子在磁场中飞行时间 112366'3mrtTqBv ⑦

16．【解析】（1）带电微粒经加速电场加速后速度为v，根据动能定理

=1.0×104m/s

（2）带电微粒在偏转电场中只受电场力作用，做类平抛运动。在水平方向微粒做匀速直线运动 水平方向： 带电微粒在竖直方向做匀加速直线运动，加速度为a，出电场时竖直方向速度为v2 竖直方向：

由几何关系 得U2 =100V （3）带电微粒进入磁场做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，设微粒轨道半径为R，由几何关系知

设微粒进入磁场时的速度为v/ 由牛顿运动定律及运动学规律 得 ，

B=0.1T 若带电粒子不射出磁场，磁感应强度B至少为0.1T。 【说明】本卷考查的是3-1第三章全部内容。

2112

1mvqU

mqUv112

tLv1

dmqUmEqa2

122vLdm

qUatv

12212222tandULUdmvLqUv

v

tan212LdUU

DRR2DR320130cos

vv

RvmBvq2

01

30cos

32

v

DqmqRvmB

D θ B UUv

L