2020版高考物理 單元測試 磁場1.如圖所示，A、B、C是等邊三角形的三個頂點，O是A、B連線的中點．以O(shè)為坐標(biāo)原點，A、B連線為x軸，O、C連線為y軸，建立坐標(biāo)系．過A、B、C、O四個點各有一條長直導(dǎo)線垂直穿過紙面，導(dǎo)線中通有大小相等、方向向里的電流．則過O點的通電直導(dǎo)線所受安培力的方向為(　　) A．沿y軸正方向          B．沿y軸負方向C．沿x軸正方向          D．沿x軸負方向  2.如圖所示,在玻璃皿的中心放一個圓柱形電極B,沿邊緣內(nèi)壁放一個圓環(huán)形電極A,把A、B分別與電源的兩極相連,然后在玻璃皿中放入導(dǎo)電液體,現(xiàn)把玻璃皿放在如圖所示的磁場中,液體就會旋轉(zhuǎn)起來。若從上向下看,下列判斷正確的是(　　) A.A接電源正極,B接電源負極,液體順時針旋轉(zhuǎn)B.A接電源負極,B接電源正極,液體順時針旋轉(zhuǎn)C.A、B與50 Hz的交流電源相接,液體持續(xù)旋轉(zhuǎn)D.僅磁場的N、S極互換后,重做該實驗發(fā)現(xiàn)液體旋轉(zhuǎn)方向不變  3.如圖所示，一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電小球從水平線PQ上方M點自由下落，以PQ為邊界下方有方向豎直向下、電場強度為E的勻強電場，同時還有垂直于紙面的勻強磁場，小球從邊界上的a點進入復(fù)合場后，恰能做勻速圓周運動，并從邊界上的b點穿出，重力加速度為g，不計空氣阻力，則以下說法正確的是(　　) A．小球帶負電荷，勻強磁場方向垂直于紙面向外B．小球的電荷量與質(zhì)量的比值=C．小球從a運動到b的過程中，小球和地球組成的系統(tǒng)的機械能守恒D．小球在a、b兩點的速度相同  4.用絕緣細線懸掛一個質(zhì)量為m、帶電荷量為＋q的小球，讓它處于如圖所示的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中．由于磁場的運動，小球靜止在如圖所示位置，這時懸線與豎直方向的夾角為α，并被拉緊，則磁場的運動速度和方向可能是(　　) A．v=，水平向左                B．v=，豎直向下C．v=，豎直向上          D．v=，水平向右  5.如圖所示，圓環(huán)上帶有大量的負電荷，當(dāng)圓環(huán)沿順時針方向轉(zhuǎn)動時，a、b、c三枚小磁針都要發(fā)生轉(zhuǎn)動，以下說法正確的是(　　) A．a(chǎn)、b、c的N極都向紙里轉(zhuǎn)B．b的N極向紙外轉(zhuǎn)，而a、c的N極向紙里轉(zhuǎn)C．b、c的N極都向紙里轉(zhuǎn)，而a的N極向紙外轉(zhuǎn)D．b的N極向紙里轉(zhuǎn)，而a、c的N極向紙外轉(zhuǎn)  6.電流計的主要結(jié)構(gòu)如圖所示，固定有指針的鋁框處在由磁極與軟鐵芯構(gòu)成的磁場中，并可繞軸轉(zhuǎn)動．鋁框上繞有線圈，線圈的兩端與接線柱相連．有同學(xué)對軟鐵芯內(nèi)部的磁感線分布提出了如下的猜想，可能正確的是(　　)     7.歐姆在探索導(dǎo)體的導(dǎo)電規(guī)律的時候，沒有電流表，他利用小磁針的偏轉(zhuǎn)檢測電流，具體的做法是：在地磁場的作用下，處于水平靜止的小磁針上方，平行于小磁針?biāo)椒胖靡恢睂?dǎo)線，當(dāng)該導(dǎo)線中通有電流的時候，小磁針就會發(fā)生偏轉(zhuǎn)；當(dāng)通過該導(dǎo)線的電流為I時，發(fā)現(xiàn)小磁針偏轉(zhuǎn)了30°，由于直導(dǎo)線在某點產(chǎn)生的磁場與通過直導(dǎo)線的電流成正比，當(dāng)他發(fā)現(xiàn)小磁針偏轉(zhuǎn)了60° 時，通過該導(dǎo)線的電流為(　　)A．3I          B．2I           C.I          D．I   8.如圖所示,三根長為l的直線電流在空間構(gòu)成等邊三角形,電流的方向垂直紙面向里。電流大小均為I,其中A、B電流在C處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度的大小分別為B0,導(dǎo)線C位于水平面處于靜止?fàn)顟B(tài),則導(dǎo)線C受到的靜摩擦力是(　　) A. B0Il,水平向左            B. B0Il,水平向右C. B0Il,水平向左             D. B0Il,水平向右 9. (多選)如圖所示，有一混合正離子束先后通過正交的電場、磁場區(qū)域Ⅰ和勻強磁場區(qū)域Ⅱ，如果正離子束在區(qū)域Ⅰ中不偏轉(zhuǎn)，進入?yún)^(qū)域Ⅱ后偏轉(zhuǎn)半徑r相同，則它們一定具有相同的(　　) A．速度B．質(zhì)量C．電荷量D．電荷量與質(zhì)量之比 10. (多選)如圖所示為某磁譜儀部分構(gòu)件的示意圖．圖中，永磁鐵提供勻強磁場．硅微條徑跡探測器可以探測粒子在其中運動的軌跡．宇宙射線中有大量的電子、正電子和質(zhì)子，當(dāng)這些粒子從上部垂直進入磁場時，下列說法正確的是(　　) A．電子與正電子的偏轉(zhuǎn)方向一定不同B．電子與正電子在磁場中運動軌跡的半徑一定相同C．僅依據(jù)粒子運動軌跡無法判斷該粒子是質(zhì)子還是正電子D．粒子的動能越大，它在磁場中運動軌跡的半徑越小 11. (多選)如圖所示，ABC為豎直平面內(nèi)的光滑絕緣軌道，其中AB為傾斜直軌道，BC為與AB相切的圓形軌道，并且圓形軌道處在勻強磁場中，磁場方向垂直紙面向里．質(zhì)量相同的甲、乙、丙三個小球中，甲球帶正電、乙球帶負電、丙球不帶電．現(xiàn)將三個小球在軌道AB上分別從不同高度處由靜止釋放，都恰好通過圓形軌道的最高點，則(　　) A．經(jīng)過最高點時，三個小球的速度相等B．經(jīng)過最高點時，甲球的速度最小C．甲球的釋放位置比乙球的高D．運動過程中三個小球的機械能均保持不變 12. (多選)如圖所示，通電導(dǎo)體棒靜止于水平導(dǎo)軌上，棒的質(zhì)量為m，長為L，通過的電流大小為I且垂直紙面向里，勻強磁場的磁感應(yīng)強度B的方向與導(dǎo)軌平面成θ角，則導(dǎo)體棒受到的(　　) A．安培力大小為BILB．安培力大小為BILsin θC．摩擦力大小為BILsin θD．支持力大小為mg－BILcos θ 13.如圖,從離子源產(chǎn)生的甲、乙兩種離子,由靜止經(jīng)加速電壓U加速后在紙面內(nèi)水平向右運動,自M點垂直于磁場邊界射入勻強磁場,磁場方向垂直于紙面向里,磁場左邊界豎直。已知甲種離子射入磁場的速度大小為v1,并在磁場邊界的N點射出;乙種離子在MN的中點射出;MN長為l。不計重力影響和離子間的相互作用。求: (1)磁場的磁感應(yīng)強度大小;(2)甲、乙兩種離子的比荷之比。                        14.如圖所示，電子顯像管由電子槍、加速電場、偏轉(zhuǎn)磁場及熒光屏組成．在加速電場右側(cè)有相距為d、長為l的兩平板，兩平板構(gòu)成的矩形區(qū)域內(nèi)存在方向垂直紙面向外的勻強磁場，磁場的右邊界與熒光屏之間的距離也為d.熒光屏中點O與加速電極上兩小孔S1、S2位于兩板的中線上．從電子槍發(fā)射質(zhì)量為m、電荷量為－e的電子，經(jīng)電壓為U0的加速電場后從小孔S2射出，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后，最后打到熒光屏上．若l=d，不計電子在進入加速電場前的速度．求： (1)電子進入磁場時的速度大?。?/span>(2)電子到達熒光屏的位置與O點距離的最大值ym和磁感應(yīng)強度B的大?。?/span>                     
答案解析1.答案為：A；解析：由題圖可知，過A點和B點的通電直導(dǎo)線對過O點的通電導(dǎo)線的安培力等大、反向，過C點的通電直導(dǎo)線對過O點的通電直導(dǎo)線的安培力即為其總的安培力，沿OC連線向上，故A項正確．  2.答案為：A；解析：若A接電源正極,B接電源負極,在電源外部電流由正極流向負極,因此電流由邊緣流向中心,玻璃皿所在處的磁場豎直向下,由左手定則可知,導(dǎo)電液體受到的安培力沿順時針方向,因此液體沿順時針方向旋轉(zhuǎn),故A正確;同理,若A接電源負極,B接電源正極,根據(jù)左手定則可知,液體沿逆時針方向旋轉(zhuǎn),故B錯誤;A、B與50Hz的交流電源相接,A、B電極之間的電流方向不斷發(fā)生改變,液體不會持續(xù)旋轉(zhuǎn),故C錯誤;若磁場的N、S極互換后,重做該實驗,液體旋轉(zhuǎn)方向會改變,故D錯誤。  3.答案為：B；解析：帶電小球在復(fù)合場中做勻速圓周運動，則qE=mg，選項B正確；電場方向豎直向下，則可知小球帶負電，由于小球從b點射出，根據(jù)左手定則可知磁場方向垂直紙面向里，選項A錯誤；小球運動過程中，電場力做功，故小球和地球組成的系統(tǒng)的機械能不守恒，只是在a、b兩點機械能相等，選項C錯誤；小球在a、b兩點速度方向相反，故選項D錯誤．  4.答案為：C；解析：根據(jù)運動的相對性，帶電小球相對于磁場的速度與磁場相對于小球(相對地面靜止)的速度大小相等、方向相反．洛倫茲力F=qvB中的v是相對于磁場的速度．根據(jù)力的平衡條件可以得出，當(dāng)小球相對磁場以速度v=豎直向下運動或以速度v=水平向右運動時，帶電小球都能處于靜止?fàn)顟B(tài)，但小球處于后者的狀態(tài)時，懸線不受拉力，不會被拉緊，故本題選C.  5.答案為：B；解析：由于圓環(huán)帶負電荷，故當(dāng)圓環(huán)沿順時針方向轉(zhuǎn)動時，等效電流的方向為逆時針，由安培定則可判斷環(huán)內(nèi)磁場方向垂直紙面向外，環(huán)外磁場方向垂直紙面向內(nèi)，磁場中某點的磁場方向即是放在該點的小磁針靜止時N極的指向，所以b的N極向紙外轉(zhuǎn)，a、c的N極向紙里轉(zhuǎn)．  6.答案為：C；解析：軟鐵芯被磁化后，左端為S極，右端為N極，而磁體內(nèi)部的磁感線方向從S極指向N極，可見B、D錯誤；再根據(jù)磁感線不能相交，知A錯誤，C正確．   7.答案為：A；解析：如圖所示，設(shè)地磁場的磁感應(yīng)強度為B0，電流為I的導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度為B1，因為小磁針偏轉(zhuǎn)了30°，則有tan 30°=；設(shè)電流為I′的直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度為B2，小磁針偏轉(zhuǎn)了60°時，則有tan 60°=；聯(lián)立解得B2=3B1；由直導(dǎo)線在某點產(chǎn)生的磁場與通過直導(dǎo)線的電流成正比可得，I′=3I，選項A正確．  8.答案為：B；解析：根據(jù)安培定則,A電流在C處產(chǎn)生的磁場方向垂直于AC,B電流在C處產(chǎn)生的磁場方向垂直于BC,如圖所示。根據(jù)平行四邊形定則及幾何知識可知,合磁場的方向豎直向下,與AB邊平行,合磁感應(yīng)強度B的大小為B=2B0cos30°= B0,由公式F=BIl得,導(dǎo)線C所受安培力大小為F= B0Il,根據(jù)左手定則,導(dǎo)線C所受安培力方向水平向左,因?qū)Ь€C位于水平面處于靜止?fàn)顟B(tài),由平衡條件知,導(dǎo)線C受到的靜摩擦力方向為水平向右,故選項B正確,A、C、D錯誤。  9.答案為：AD；解析：因為正離子束通過區(qū)域Ⅰ時不偏轉(zhuǎn)，說明它們受到的電場力與洛倫茲力相等，即Eq=B1qv，故它們的速度相等，選項A正確；又因為進入磁場Ⅱ后，其偏轉(zhuǎn)半徑相同，由公式R=可知，它們的比荷相同，選項D正確． 10.答案為：AC；解析：根據(jù)左手定則，電子、正電子進入磁場后所受洛倫茲力的方向相反，故兩者的偏轉(zhuǎn)方向不同，選項A正確；根據(jù)qvB=，得R=，若電子與正電子在磁場中的運動速度不相等，則軌跡半徑不相同，選項B錯誤；對于質(zhì)子、正電子，它們在磁場中運動時不能確定mv的大小，故選項C正確；粒子的mv越大，軌跡半徑越大，而mv=，粒子的動能大，其mv不一定大，選項D錯誤． 11.答案為：CD；解析：三個小球在運動過程中機械能守恒，有mgh=mv2，在圓形軌道的最高點時對甲有qv1B＋mg=，對乙有mg－qv2B=，對丙有mg=，可判斷v1>v3>v2，選項A、B錯誤，選項C、D正確．  12.答案為：AC；解析：根據(jù)安培力計算公式，F=BIL，A正確，B錯誤；導(dǎo)體棒受力如圖所示，根據(jù)平衡條件，Ff=BILsin θ，C正確；FN=mg＋BILcos θ，D錯誤．  13.解：(1)設(shè)甲種離子所帶電荷量為q1、質(zhì)量為m1,在磁場中做勻速圓周運動的半徑為R1,磁場的磁感應(yīng)強度大小為B,由動能定理有q1U= m1 ????????????? ①由洛倫茲力公式和牛頓第二定律有q1v1B=m1 ????????????? ②由幾何關(guān)系知2R1=l????????????? ③      由①②③式得B= 。????????????? ④(2)設(shè)乙種離子所帶電荷量為q2、質(zhì)量為m2,射入磁場的速度為v2,在磁場中做勻速圓周運動的半徑為R2。同理有q2U= m2 ????????????? ⑤          q2v2B=m2   ⑥由題給條件有2R2= ⑦由①②③⑤⑥⑦式得,甲、乙兩種離子的比荷之比為 =1∶4。????????????? ⑧      14.解：(1)設(shè)電子經(jīng)電場加速后的速度大小為v0，由動能定理得eU0=mv，v0=.(2)電子經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后，電子偏轉(zhuǎn)的臨界狀態(tài)是恰好不撞在上板的右端，到達熒光屏的位置與O點距離即為最大值ym，如圖所示，有ev0B=， ＋l2=R2，tan α==tan θ=.l=d，v0=，聯(lián)立以上各式可得R=d，ym=，B==  .   

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