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高三物理第一轮复习《磁场》单元测试


高三物理第一轮复习《磁场》单元测试综合练习(一)
一.单项选择题 1.如图所示,在竖直向下的匀强磁场中,有两根竖直 放置的平行导轨 AB、CD,导轨上放 有质量为 m 的金属棒 MN,棒与导轨间的动摩擦因数为 μ ,现从 t=0 时刻起,给棒通以图示 方向的电流,且电流大小与时间成正比,即 I=kt,其中 k1 为正恒量.若金属棒与导轨始终 垂直,则如图所示的表示棒所受的摩擦力随时间变化的四幅图中,正确的是 ( )

2.如图所示,MN 为两个匀强磁场的分界面,两磁场的磁感应强度大小的关系为 B1=2B2,一 带电荷量为+q、质量为 m 的粒子从 O 点垂直 MN 进入 B1 磁场,则经过多长时间它将向下再 一次通过 O 点( ) 2π m 2π m A. B.

qB1

qB2

2π m C. q(B1+B2)

D.

πm q(B1+B2)

3.如图所示,在屏 MN 的上方有磁感应强度为 B 的匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里.P 为屏上的一个小孔.PC 与 MN 垂直.一群质量为 m、带电荷量为- q 的粒子(不计重力),以相同的速率 v,从 P 处沿垂直于磁场的方 向射入磁场区域.粒子入射方向在与磁场 B 垂直的平面内,且散 开在与 PC 夹角为 θ 的范围内. 则在屏 MN 上被粒子打中的区域的 长度为( ) A. 2mv 2mvcosθ B. 2mv(1-sinθ ) C. 2mv(1-cosθ ) D.

qB

qB

qB

qB

4.如图所示,表面粗糙的斜面固定于地面上, 并处于方向垂直纸面向外、磁感应强度为 B 的匀强磁场中.质量为 m、带电荷量为+Q 的小滑块从斜面顶端由静止下滑.在滑块下滑 的过程中,下列判断正确的是( ) A.滑块受到的摩擦力不变 B.滑块到达地面时的动能与 B 的大小无关 C.滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下 D.B 很大时,滑块可能静止于斜面上 5.某空间存在着如图 2 所示的水平方向的匀强磁场,A、B 两个物块叠放在一起,并置于光 滑的绝缘水平地面上.物块 A 带正电,物块 B 为不带电的绝缘块.水平恒力 F 作用在物块 B 上,使 A、B 一起由静止开始向左运动.在 A、B 一起向左运动的过程 中,A、B 始终保持相对静止.以下关于 A、B 受力情况的说法中正确 的是( ) A.A 对 B 的压力变小 B.B、A 间的摩擦力保持不变 C.A 对 B 的摩擦力变大 D.B 对地面的压力保持不变 6.一重力不计的带电粒子以初速度 v0(v0< )先后穿过宽度相同且相邻的有明显边界的匀强 电场 E 和匀强磁场 B,如图 3 甲所示,电场和磁场对粒子总共做功 W1;若把电场和磁场正交 叠加,如图 3 乙所示,粒子仍以 v0 的初速度穿过叠加场区,电场和磁场对粒子总共做功 W2,
1

E B

比较 W1、W2 的大小 ( ) A.一定是 W1=W2 B.一定是 W1>W2 C.一定是 W1<W2 D.可能是 W1>W2, 也可能是 W1<W2 二.多项选择题 7.极光是由来自太阳的高能量带电粒子流高速冲进高空稀薄大气层时,被地球磁场俘获, 从而改变原有运动方向,向两极做螺旋运动而形成的.科学家发现并证实,向两极做螺旋 运动的这些高能粒子的旋转半径是不断减小的,这主要与下列哪些因素有关( ) A.洛伦兹力对粒子做负功,使其动能减小 B.空气阻力做负功,使其动能减小 C.南、北两极的磁感应强度增强 D.太阳对粒子的引力做负功 8.如图所示,在一矩形区域内,不加磁场时,不计重力的带电粒子 以某初速度垂直左边界射入,穿过此区域的时间为 t.若加上磁感应 强度为 B、垂直纸面向外的匀强磁场,带电粒子仍以原来的初速度 入射,粒子飞出磁场时偏离原方向 60°,利用以上数据可求出下列 物理量中的( ) A.带电粒子的比荷 B.带电粒子在磁场中运动的周期 C.带电粒子的初速度 D.带电粒子在磁场中运动的半径 9.如图所示,一带负电的质点在固定的正点电荷作用下绕该正电荷做匀速圆周运动,周期 为 T0,轨道平面位于纸面内,质点的速度方向如图中箭头所示.现加一垂直于轨道平面的匀 强磁场,已知轨道半径并不因此而改变,则 ( ) A.若磁场方向指向纸里,质点运动的周期将大于 T0 B.若磁场方向指向纸里,质点运动的周期将小于 T0 C.若磁场方向指向纸外,质点运动的周期将大于 T0 D.若磁场方向指向纸外,质点运动的周期将小于 T0 10.如图所示,质量为 m、电荷量为 q 的带电液滴从 h 高处自由下落,进入一个互相垂直的 匀强电场和匀强磁场区域,磁场方向垂直于纸面,磁感应强度为 B,电 场强度为 E.已知液滴在此区域中做匀速圆周运动, 则圆周运动的半径 r 为( ) E 2h B 2h A. B.

B g m C. 2gh qB

E

g

D.

qB 2gh m

11. 场强为 E 的匀强电场与磁感应强度为 B 的匀强磁场正交, 复合场的水平 宽度为 d,竖直方向足够长,如图 8 所示.现有一束带电荷量为 q、质量为 m 的 α 粒子以各不相同的初速度 v0 沿电场方向射入场区,则那些能飞出场 区的 α 粒子的动能增量 Δ Ek 可能为 ( ) A.dq(E+B) C.qEd B.

qEd B

D.0
2

12.如图所示,Q1、Q2 带等量正电荷,固定在光滑的绝缘杆的两端,杆上套一带正电 的小 球,杆所在的区域同时存在一个匀强磁场,方向如图所示,小球的重力不计.现将小球从图 示位置由静止释放,在小球运动过程中,下列说法中正确的是( ) A.小球的速度将一直增大 B.小球的加速度将不断变化 C.小球所受洛伦兹力将一直增大 D.小球所受洛伦兹力大小变化,方向也变化 三.计算题 13.如图所示,回旋加速器 D 形盒的半径为 R,用来加速质量为 m、电荷量为 q 的质子,使质 子由静止加速到能量为 E 后,由 A 孔射出,求: (1)加速器中匀强磁场 B 的方向和大小; (2)设两 D 形盒间距为 d,其间电压为 U,电场视为匀强电场, 质子每次经电场加速后能量增加,加速到上述能量所需回旋周 数; (3)加速到上述能量所需时间.

14.一质量为 m、电荷量为 q 的带负电的带电粒子,从 A 点射入宽度为 d、磁感应强度为 B 的匀强磁场,MN、PQ 为该磁场的边界线,磁感线垂直于纸面向里,磁场区域足够长.如图 所示.带电粒子射入时的初速度与 PQ 成 45°角,且粒子恰好没有从 MN 射出.(不计粒子所 受重力)求: (1)该带电粒子的初速度 v0; (2)该带电粒子从 PQ 边界射出的射出点到 A 点的距离 x.

3

15.如图所示,在坐标系 xOy 中,第一象限内充满着两个匀强 磁场 a 和 b,OP 为分界线,在区域 a 中,磁感应强度为 2B,方 向垂直于纸面向里;在区域 b 中,磁感应强度为 B,方向垂直 于纸面向外,P 点坐标为(4l,3l).一质量为 m、电荷量为 q 的 带正电的粒子从 P 点沿 y 轴负方向射入区域 b,经过一段时间 后,粒子恰能经过原点 O,不计粒子重力.(sin37°=0.6, cos37°=0.8)求: (1)粒子从 P 点运动到 O 点的时间最少是多少? (2)粒子运动的速度可能是多少?

16.如图所示,第四象限内有互相正交的电场强度为E的匀强电场与磁感应强度为B1=0.25T 的匀强磁场,第一象限的某个矩形区域内,有方向垂直纸面向里、磁感应强度为B2的匀强磁 场,磁场的下边界与x轴重合.质量为m=
3

3 -10 -6 ×10 kg、带电量q= +1×10 C的微粒以速度v=1 4
0

×10 m/s从y轴上的M点开始沿与y轴正方向成60 角的直线匀速运动,经P点进入处于第一象 限内的匀强磁场区域.一段时间后,小球经过y轴上的N点并与y轴正方向成60。角的方向进 2 入第二象限. M点的坐标N(0, 一l0), N点的坐标为(O, 30), 不计粒子的重力, g取10m/s . 求: (1)第四象限内匀强电场的电场强度E; (2)第一象限内匀强磁场的磁感应强度B2的大小; (3)第一象限内矩形匀强磁场区域的最小面积Smin。

4



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