2019年高中物理专题05磁场单元测试_基础篇含解析人教版选修选修3_52019071515.pdf
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1、专题 05 磁场段元测试-基础篇专题 05 磁场段元测试-基础篇 一、单选题 1如图所示,磁场方向竖直向下,通电直导线ab由水平位置 1 绕a点在竖直平面内转到位置 2,通电导线 所受安培力是 ( ) A数值变大,方向不变 B数值变小,方向不变 C数值不变,方向改变 D数值、方向均改变 【答案】 B 【解析】 安培力FBIL, 电流不变, 垂直直导线的有效长度减小, 安培力减小, 安培力的方向总是垂直B、I 所构成的平面,所以安培力的方向不变,B 对,故选 B. 2如图所示,带负电的粒子以速度v从粒子源P处射出,若图中匀强磁场范围足够大(方向垂直纸面向外), 则带电粒子的可能轨迹是( ) Aa
2、 Bb Cc Dd 【答案】B 【解析】粒子的出射方向必定与它的运动轨迹相切,故轨迹a、c、d均不可能,正确答案为 B 3. 两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行。一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子 (不计重力) ,从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后,粒子的() A. 轨道半径减小,角速度增大 B. 轨道半径减小,角速度减小 C. 轨道半径增大,角速度增大 D. 轨道半径增大,角速度减小 【答案】D 【解析】由于磁场方向与速度方向垂直,粒子只受到洛伦兹力作用,即,轨道半径, 2 v qvBm R mv R qB 洛伦兹力不做功,从较强到较弱磁场区域后,速度大小不变,但磁感应强
3、度变小,轨道半径变大,根据角 速度可判断角速度变小,选项 D 正确。 v R 4. 如图,在 x0、y0 的空间有恒定的匀强磁场,磁感应强度的方向垂直于 xOy 平面向里,大小为 B,现有 四个质量及电荷量均相同的带电粒子,由 x 轴上的 P 点以不同的初速度平行于 y 轴射入此磁场,其出射方 向如图所示,不计重力的影响,则() A. 初速度最大的粒子是沿方向射出的粒子 B. 初速度最大的粒子是沿方向射出的粒子 C. 在磁场中运动时间最长的是沿方向射出的粒子 D. 在磁场中运动时间最短的是沿方向射出的粒子 【答案】A 【解析】由 R=可知,速度越大半径越大,选项 A 正确、B 错误 ; 由于粒
4、子相同,由周期公式 T=可知, qB mv qB m2 粒子运动周期相同,运动时间取决于圆弧对应的圆心角,所以经历时间最长的是沿方向出射的粒子,选 项 C、D 错误。 5如图所示,倾斜导轨宽为L,与水平面成角,处在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中,金 属杆ab水平放在导轨上当回路电流强度为I时,金属杆ab所受安培力F ( ) A方向垂直ab杆沿斜面向上 B方向垂直ab杆水平向右 CFBILcos DFBILsin 【答案】 B 【解析】 由题图知电流方向由ba且与磁场方向垂直,根据左手定则可知安培力水平向右,由安培力计 算公式可得FBIL,故选 B. 6.半径为r的圆形空间内,存在着垂
5、直于纸面向里的匀强磁场,一个带电粒子(不计重力)从A点以速度v0垂 直磁场方向射入磁场中,并从B点射出。 AOB=120,如图所示,则该带电粒子在磁场中运动的时间为( ) A.B. 2r 3v0 2 3r 3v0 C.D. r 3v0 3r 3v0 【答案】D 【解析】从 所对圆心角=60,知t= T=。但题中已知条件不够,没有此选项,另想办法找规律表示t。 AB 1 6 m 3qB 由匀速圆周运动t=,从题图分析有R=r,则:=R=rr,则t=,故 D 正确。 AB v0 3 AB 3 3 = 3 3 AB v0 = 3r 3v0 7如图所示,乙是一个带正电的小物块,甲是一个不带电的绝缘物块
6、,甲、乙叠放在一起静置于粗糙的水 平地板上,地板上方空间有水平方向的匀强磁场现用水平恒力拉甲物块,使甲、乙无相对滑动地一起水 平向左加速运动,在加速运动阶段( ) A甲、乙两物块一起匀加速运动 B甲、乙两物块间的摩擦力不断增大 C甲、乙两物块间的摩擦力大小不变 D甲、乙两物块间的摩擦力不断减小 【答案】D 【解析】乙带正电,在向左运动的过程中,受到的洛伦兹力的方向向下,所以对甲的压力变大,甲与地面 之间的为滑动摩擦力, 压力变大, 所以甲与地面之间的滑动摩擦力也变大, 甲、 乙两物块间没有相对的滑动, 是静摩擦力,由于甲与地面之间的滑动摩擦力的增大,整体的加速度减小,所以 A 错误;对于乙来说
7、,静 摩擦力作为合力产生加速度,由于整体的加速度减小,所以甲、乙两物块间的摩擦力不断减小,所以 B、C 错误,D 正确 8.质量和电荷量都相等的带电粒子M和N,以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场,运行的半圆轨迹如图中 虚线所示。下列表述正确的是( ) A.M带负电,N带正电 B.M的速率小于N的速率 C.洛伦兹力对M、N做正功 D.M的运行时间大于N的运行时间 【答案】A 【解析】由左手定则判断得M带负电、N带正电,选项 A 正确。由题图可知M、N半径关系为RMRN,由R=可 mv qB 知,vMvN,选项 B 错误。因洛伦兹力与速度方向时刻垂直,故不做功,选项 C 错误。由周期公式T=及t
8、= T 2m qB 1 2 可知,tM=tN,选项 D 错误。 二、多选题 9三个速度大小不同而质量相同的一价离子,从长方形区域的匀强磁场上边缘平行于磁场边界射入磁场, 它们从下边缘飞出时的速度方向如图所示以下判断正确的是( ) A三个离子均带负电 B三个离子均带正电 C离子 1 在磁场中运动的轨迹半径最大 D离子 3 在磁场中运动的时间最短 【答案】AD 【解析】由图看出,三个离子所受的洛伦兹力方向向下,根据左手定则判断可知,三个离子都带负电,故 A 正确,B 错误三个离子的轨迹都为圆弧,由几何知识看出,离子 3 在磁场中运动的轨迹的半径最大,故 C 错误设轨迹对应的圆心角为,则离子在磁场中
9、运动时间为tT,而三个离子的周期相同,离子 3 2 的速度偏向角最小,则轨迹圆心角最小,运动时间最短,故 D 正确 10.回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交变电流两极相连接的两个 D 形金属盒, 在两盒间的狭缝中形成的周期性变化的匀强电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两 D 形金属盒处于 垂直于盒底面的匀强磁场中,如图所示,设匀强磁场的磁感应强度为 B,D 形金属盒的半径为 R,狭缝间的 距离为 d,匀强电场间的加速电压为 U,要增大带电粒子(电荷量为 q、质量为 m,不计重力)射出时的动能, 则下列方法中可行的是( ) A. 增大匀强电场间的加速电压 B. 减小狭缝
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