1、1单元滚动检测卷九 磁场考生注意：1本试卷分选择题部分和非选择题部分，共 4 页2答卷前，考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上3本次考试时间 90 分钟，满分 100 分选择题部分一、选择题(本题共 12 小题，每小题 3 分，共 36 分每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分)1.小张同学将两枚小磁针放进某磁场中，发现小磁针静止时如图 1 所示(忽略地磁场的影响)，则该磁场一定不是( )图 1A蹄形磁铁所形成的磁场B条形磁铁所形成的磁场C通电螺线管所形成的磁场D通电直导线所形成的磁场答案 B2.(2018台州市高三期
2、末)如图 2 所示，为一正的点电荷与一金属板上的感应电荷共同形成的电场， A、 B 为电场中的两点，下列说法正确的是( )图 2A A 点的电场强度比 B 点大B图中 B 点不在电场线上，故电场强度为零C把一试探电荷从 A 移动到 B，电场力一定做正功D只在电场力作用下，由 A 点静止释放的带电粒子一定能经过 B 点答案 A23.(2018温州市 3 月选考模拟)如图 3 所示是“探究影响通电导线受力的因素”的实验装置图实验时，先保持导体棒通电部分的长度不变，改变电流的大小；然后保持电流不变，改变导体棒通电部分的长度则该实验可获得的直接结论为( )图 3A导体棒中电流越大，导体棒受到的安培力越
3、小B导体棒受到的安培力大小与电流大小成正比C导体棒受到的安培力大小与磁感应强度大小成正比D导体棒通电部分长度越长，导体棒受到的安培力越大答案 D4(2018杭州市重点中学期末)“天舟一号”货运飞船，经历了 5 个月的在轨飞行后，于2017 年 9 月 22 日告别“天宫二号” ，按预定计划落入大气层并烧毁 “天舟一号”在轨期间，其轨道是离地面约为 380km 的圆形轨道，地球表面处的重力加速度为 9.8m/s2，则其( )A速度比 7.9km/s 要小B周期大于 24hC受到地球对它的万有引力几乎为零D向心加速度大于 9.8m/s2答案 A5.一根闭合的粗细均匀的铁丝弯折成一直角三角形线框，将
4、其放入匀强磁场中，磁场方向垂直线框平面向里时，在 ab 间接有一如图 4 所示的电源，下列判断正确的是( )图 4A ab 边受到的安培力在纸面内垂直 ab 向下B整个线框所受安培力的合力为 0C ac、 cb 边所受安培力的合力方向与 ab 边垂直D三角形线框有收缩的趋势答案 C6(2018平湖市联考)一个质量为 0.3kg 的弹性小球，在光滑水平面上以 6m/s 的速度垂3直撞到墙上，碰撞后小球沿相反方向运动，反弹后的速度大小与碰撞前相同，则碰撞前后小球速度变化量的大小 v 和碰撞过程中小球的动能变化量 Ek为( )A v0 B v12m/sC Ek1.8J D Ek10.8J答案 B解析
5、 取初速度方向为正方向，则 v(66) m/s12 m/s，由于速度大小没变，动能不变，故动能变化量为 0，故只有选项 B 正确7.如图 5 所示，正方体真空盒置于水平面上，它的 ABCD 面与 EFGH 面为金属板，其他面为绝缘材料， ABCD 面带正电， EFGH 面带负电从小孔 P 沿水平方向以相同速率射入三个质量相同的带正电液滴 A、 B、 C，最后分别落在 1、2、3 三点，则下列说法正确的是( )图 5A三个液滴在真空盒中都做平抛运动B三个液滴的运动时间不一定相同C三个液滴落到底板时的速率相同D液滴 C 所带电荷量最多答案 D解析 由于三个液滴在竖直方向做自由落体运动，下落高度相同
6、，故三个液滴的运动时间相同，选项 B 错误；三个液滴在水平方向受到电场力作用，水平方向不是匀速直线运动，所以三个液滴在真空盒中不是做平抛运动，选项 A 错误；三个液滴落到底板时竖直分速度相等，而水平分速度不相等，所以三个液滴落到底板时的速率不相同，选项 C 错误；由于液滴 C 在水平方向位移最大，说明液滴 C 在水平方向加速度最大，所带电荷量最多，选项D 正确8.如图 6 所示，在长方形 abcd 区域内有正交的电场和磁场， ab L，一带电粒子从 adbc2的中点垂直于电场和磁场方向射入，恰沿直线从 bc 边的中点 P 射出，若仅撤去磁场，则粒子从 c 点射出；若仅撤去电场，则粒子将(不计重
7、力)( )4图 6A从 b 点射出B从 b、 P 间某点射出C从 a 点射出D从 a、 b 间某点射出答案 C解析 由粒子做直线运动可知 qv0B qE；撤去磁场，粒子从 c 点射出，可知粒子带正电，粒子在电场中做类平抛运动， qE ma， L at2， L v0t，所以撤去电场后由 qv0B m12得 r ，粒子从 a 点射出，故 C 正确v02r mv0qB L29.(2018杭州市期末)随着“共享单车”的持续火热， “共享汽车”(电动汽车)也悄然出现，如图 7 所示下表是某种“共享汽车”的主要参数( g 取 10m/s2)图 7空车质量 800kg电池容量 44kWh标准承载 200kg
8、最大续航(充满电最大行驶路程) 200km所受阻力与汽车总重比值 0.09根据上述信息，则下列说法正确的是( )A工作时，电动汽车的电动机是将机械能转化成电能B电池容量 44kWh 指的是汽车电池充满电时的电荷量C标准承载下，电动汽车以 72km/h 的速度匀速行驶 10min 消耗的电能为 2kWhD若标准承载下汽车速度能达 120km/h，则汽车电动机最大输出功率不小于 30kW答案 D解析 工作时，电动汽车的电动机是将电能转化为机械能，使汽车运动，故 A 错误；电池5容量 44kWh 指的是汽车电池充满电时的电能，故 B 错误；电动汽车标准承载下的阻力为Ff0.09(800200)10N
9、910 2N，汽车的牵引力 F Ff，消耗电能 W Fvt910 21060J1.0810 7J3kWh，故 C 错误；当汽车匀速时的功率为723.6P Fv910 2W310 4W30kW，故 D 正确1203.610.(2018金华市、丽水市、衢州市十二校联考)竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场，其极板带电荷量分别为 Q 和 Q，在两极板之间，用轻质绝缘丝线悬挂质量为m、电荷量为 q 的带电小球(可看成点电荷)，丝线与竖直方向成 角时小球恰好平衡，此时小球离右板距离为 b，离左板的距离为 2b，如图 8 所示，则(重力加速度为 g)( )图 8A小球带正电，极板之间的电场强度大小
10、为mgtanqB小球受到电场力为5kQq4b2C若将小球移到悬点下方竖直位置，小球的电势能减小D若将丝线剪断，小球向右做平抛运动答案 A11美国科学家阿斯顿发明的质谱仪可以用来鉴别同位素钠 23 和钠 24 互为同位素现把钠 23 和钠 24 的原子核，由静止从同一点放入质谱仪，经过分析可知( )A电场力对钠 23 做功较多B钠 23 在磁场中运动的速度较小C钠 23 和钠 24 在磁场中运动的半径之比为 2324D钠 23 和钠 24 在磁场中运动的半径之比为 223 6答案 D解析 在加速电场中，根据动能定理有 qU mv2，因此电场力对二者做功相等，钠 23 的12质量较小，速度较大，选
11、项 A、B 错误；再由 qvB 得 r ，可知 r ，选mv2r mvqB 1B2mUq m项 C 错误，D 正确612.如图 9 所示，磁感应强度大小为 B 的有界匀强磁场的宽度为 d，方向垂直纸面向里一质量为 m、带电荷量为 q 的正离子与磁场左边界成 60角垂直磁场方向射入磁场区域，并恰好从磁场右边界穿出，则该正离子射入磁场时的速度大小为( )图 9A. B.2Bqd3m BqdmC. D.2Bqdm 3Bqd2m答案 C解析 离子带正电荷，且恰好从磁场右边界射出的轨道半径 r 应满足 r rcos60 d，离子在磁场中运动时有 qvB ，即 r ，解得 v ，C 项正确mv2r mvq
12、B 2Bqdm二、选择题(本题共 4 小题，每小题 3 分，共 12 分每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的，全部选对的得 3 分，选对但不全的得 1 分，有错选的得 0 分)13.如图 10 所示，小球甲从竖直固定的半径为 R 的 光滑圆弧轨道顶端由静止滚下，圆弧底14端切线水平；同质量的小球乙从高为 R 的光滑斜面顶端由静止滚下下列判断错误的是( )图 10A两小球到达底端时速度相同B两小球运动到底端的过程中重力做功相同C两小球到达底端时动能相同D两小球到达底端时，乙重力做功的瞬时功率小于甲重力做功的瞬时功率答案 AD解析 根据动能定理得， mgR mv2，知两小球到达底端的
13、动能相等，速度大小相等，但是12速度的方向不同，故选项 A 错误，C 正确；两小球运动到底端的过程中，下落的高度相同，则重力做功相同，故选项 B 正确；两小球到达底端的速度大小相等，甲球的重力与速度方向垂直，瞬时功率为零，乙球的重力与速度方向不垂直，瞬时功率不为零，则乙球的重力7做功的瞬时功率大于甲球的重力做功的瞬时功率，故选项 D 错误14.如图 11 所示，整个空间存在水平向左的匀强电场，一长为 L 的绝缘轻质细硬杆一端固定在 O 点，另一端固定一个质量为 m、电荷量为 q 的小球 P，杆可绕 O 点在竖直平面内无摩擦转动，电场强度大小为 E .先把杆拉成水平，然后将杆无初速度释放，重力加
14、速3mg3q度为 g，不计空气阻力，则( )图 11A小球到最低点时速度最大B小球从开始至最低点过程中动能一直增大C小球对杆的最大拉力大小为 mg833D小球可绕 O 点做完整的圆周运动答案 BC解析 在小球运动的过程中只有重力和电场力做功，电场力与重力的合力大小为 F ，合力与水平方向夹角的正切值 tan ， 60，所以mg2 qE223 mg3 mgqE 3小球从开始运动到最低点左侧，即杆与水平方向的夹角为 60的过程中， F 一直做正功，此后 F 做负功，动能先增大后减小，所以在最低点左侧杆与水平方向的夹角为 60时速度最大，动能最大，故 A 错误，B 正确；设小球的最大速度为 v，根据
15、动能定理得：mgLsin60 qEL(1cos60) mv2，设最大拉力为 FT，则 FT F m ，解得最大拉力12 v2LFT ，故 C 正确；设动能最大的位置为 N，其关于 O 的对称点为 Q，设小球能通过 Q83mg3点，且通过 Q 点的速度为 v，根据动能定理得： mgLsin60 qEL(1cos60) mv 2，将 qE 代入上式得 mv 20，不可能，说明小球不能通过 Q 点，即不能12 3mg3 12做完整的圆周运动，故 D 错误15.如图 12 所示，匀强电场的电场方向水平向右，虚线右边空间存在着方向水平、垂直纸面向里的匀强磁场，虚线左边有一固定的光滑水平杆，杆右端恰好与虚
16、线重合有一电荷量为 q、质量为 m 的小球套在杆上并从杆左端由静止释放，带电小球离开杆的右端进入正交电、磁场后，在开始的一小段时间内，小球( )8图 12A可能做直线运动B一定做曲线运动C重力势能一定减小D电势能一定减小答案 BD解析 小球向右沿电场线方向运动，表明它带正电进入右侧区域时，竖直方向重力与洛伦兹力的合力有可能为 0，可能向上，也可能向下水平方向上，电场力做正功，小球电势能一定减小；在电场力作用下，小球必然加速，洛伦兹力会发生变化；竖直方向上，在一段时间内，必然不平衡，因此小球必然做曲线运动，其轨迹有可能向上弯曲，也有可能向下弯曲，因此只有选项 B、D 正确16.如图 13 所示，
17、在倾角为 的光滑固定斜面上，垂直纸面放置一根长为 L、质量为 m 的直导体棒在导体棒中的电流 I 垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，则外加匀强磁场的磁感应强度 B 的大小和方向正确的是( )图 13A B mg ，方向竖直向下tanILB B mg ，方向竖直向上tanILC B mg ，方向垂直斜面向下sinILD B mg ，方向垂直斜面向上sinIL答案 BD解析 若磁感应强度方向竖直向下，则安培力水平向左，导体棒无法静止；若磁感应强度方向竖直向上，根据平衡条件，可得其大小 B mg ，选项 A 错误，B 正确；若磁感应tanIL强度方向垂直斜面向下，则安培力沿斜面向下，导体棒无法
18、静止；若磁感应强度方向垂直斜面向上，根据平衡条件，可得其大小 B mg ，选项 C 错误，D 正确sinIL非选择部分9三、非选择题(本题共 5 小题，共 52 分)17(8 分)(2019 届台州中学模拟)甲同学准备做“探究做功与物体速度变化的关系”实验，乙同学准备做“验证机械能守恒定律”的实验(1)图 14 为实验室提供的部分器材，甲、乙同学均要使用的器材是_(填字母代号)(2)图 15 是实验中得到的纸带， a、 b、 c 为连续的三个点，打点计时器打点频率为 50Hz，请根据纸带测量结果计算 b 点对应的速度为_m/s(保留三位有效数字)图 14图 15(3)如图 16 所示是另一小组
19、的实验装置，实验中，通过改变橡皮筋的条数来改变橡皮筋对小车做的功下列说法正确的是_A实验中需要平衡阻力B释放小车后开启打点计时器C需要测量橡皮筋对小车做功的数值D每次都要从同一位置由静止释放小车图 16答案 (1)D (2)1.38(1.361.40 均可) (3)AD18(10 分)用伏安法测定电阻约为 5 的均匀电阻丝的电阻率，电源是两节干电池如图17 甲所示，将电阻丝拉直后两端固定在带有刻度尺的绝缘底座的接线柱上，底座的中间有一个可沿电阻丝滑动的金属触头 P，触头上固定了接线柱，按下 P 时，触头才与电阻丝接触，触头的位置可从刻度尺上读出实验采用的电路原理图如图乙所示，电表均可视为理想电
20、表10甲乙图 17(1)本实验电压表的量程选_(填“03V”或“015V”)(2)根据电路原理图，用笔画线代替导线，将如图 18 实物图连接成实验电路图 18(3)闭合开关，滑动变阻器触头调至一合适位置后不动，将触头 P 自左向右移动的过程中，电流表读数_(填“增大” “减小”或“不变”)(4)实验得到几组 U、 I、 L 的数据，用 R 计算出相应的电阻值后作出 R L 图线如图 19UI所示，取图线上的两个点间的数据之差 L 和 R，若电阻丝直径为 d，则电阻率 _.(用 L、 R、 d 表示)图 19答案 (1)03V (2)连线如图所示 11(3)不变(4) d2 R4 L19(10
21、分)如图 20 所示，半径分别为 R1、 R2的两个同心圆，圆心为 O，小圆内有垂直纸面向里的磁场，磁感应强度为 B1，大圆外有垂直纸面的磁感应强度为 B2的磁场，图中未画出，两圆中间的圆环部分没有磁场今有一带正电粒子(质量为 m，带电荷量为 q)从小圆边缘的 A 点以速度 v 沿 AO 方向射入小圆的磁场区域，然后从小圆磁场中穿出，此后该粒子第一次回到小圆便经过 A 点，带电粒子重力不计，求：图 20(1)若 v ，则带电粒子在小圆内的运动时间 t 为多少；3B1qR1m(2)大圆外的磁场 B2的方向；(3)磁场应强度 B1与 B2的比值为多少？答案 (1) (2)垂直于纸面向里 (3) m
22、3qB1 R2R1解析 (1)带正电粒子在小圆内做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力， qvB1 m ， r1v2r1 R1mvqB1 3由几何关系可知粒子在小圆内的轨迹圆弧的圆心角为 ，则 t ，解得 t . 3 r1v m3qB1(2)粒子第一次回到小圆便经过 A 点，则粒子在大圆外的磁场中继续做逆时针方向的圆周运动，则 B2的方向为垂直于纸面向里(3)由几何关系可得 ，r1r2 R1R212由 qvB1 m ， qvB2 m 得：v2r1 v2r2r1 ， r2 ，mvqB1 mvqB2解得 .B1B2 R2R120(12 分)如图 21 为某种质谱仪结构的截面示意图该种质谱仪由加速电场、
23、静电分析器、磁分析器及收集器组成静电分析器中存在着径向的电场，其中圆弧 A 上每个点的电势都相等磁分析器中存在一个边长为 d 的正方形区域匀强磁场离子源不断地发出电荷量为 q、质量为 m、初速度不计的离子，离子经电压为 U 的电场加速后，从狭缝 S1沿垂直于 MS1的方向进入静电分析器，沿圆弧 A 运动并从狭缝 S2射出静电分析器，而后以垂直MS2的方向进入磁场中，最后进入收集器已知圆弧 A 的半径为 ，磁场的磁感应强度 Bd2，忽略离子的重力、离子之间的相互作用力、离子对场的影响和场的边缘效应求：2mUqd2图 21(1)离子到达狭缝 S1的速度大小；(2)静电分析器中等势线 A 上各点的电
24、场强度 E 的大小；(3)离子离开磁场的位置答案 (1) (2) (3)距 M 点 d2qUm 4Ud 32解析 (1)由动能定理可知 qU mv212解得离子到达狭缝 S1的速度大小为 v2qUm(2)根据牛顿第二定律 Eq mv2d2解得 E 2mv2dq 4Ud13(3)由牛顿第二定律得 qvBmv2r可得离子在磁场中运动的轨迹半径为 r d轨迹如图所示，根据勾股定理有 r 2( r )2 x2d2解得 x3d2所以离子从 MN 边距 M 点 的位置离开3d221(12 分)如图 22 是一种回旋式加速器的简化模型图，半径为 R 的真空圆形区域内存在垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度为 B，
25、圆心 O 正下方 P 点处有一极窄的平行金属板，两板间加有脉冲电压用于加速电子，电压为 U.电子由金属板间右侧小孔飘入(初速度视为零)，经加速后，水平向左射入磁场，当电子加速到需要的速度时，通过磁屏蔽导流管 MN 将电子沿导流管轴线引出导流管可沿 PQ 直线平移，其 N 端始终在 PQ 线上， PQ 与水平线 EF 之间的夹角为 .已知电子的质量为 m，电荷量大小为 e， OP R，不计电子重力、电子加速23时间及其做圆周运动产生的电磁辐射，不考虑相对论效应求：图 22(1)为了使电子获得最大速度，磁场的方向；(2)电子能获得的最大速度；(3)导流管 MN 与水平线 EF 之间的夹角；(4)电
26、子从开始加速，直至以最大速度引出，在磁场中运动所需的时间答案 见解析解析 (1)、(2)由题意，当电子速度最大时，其做圆周运动的最大半径 rmax R56根据左手定则，磁场方向垂直纸面向里14由牛顿第二定律得 qvB mv2r代入得： vmax .5eBR6m(3)由题意作几何图，由图可知： 2 .(4)设电子加速 n 次后达到 vmax ，则5eBR6m根据动能定理，有 nUe mv ，得 n .12 2max 25eB2R272Um由带电粒子在磁场中运动的周期公式 T ，知带电粒子在磁场中运动的时间公式 t2 mqB( 为圆心角) mqB联立可得： t 总 nT . meB 25 BR236U 2 meB
