通用版2020版高考物理大一轮复习单元质检九磁场(含答案)

单元质检九 磁场

(时间:45分钟 满分:100分)

一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一项符合题目要求,第6~8题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分) 1.

在一根南北方向放置的直导线的正下方10 cm处放一个罗盘。导线没有通电时小磁针的N极指向北方;当给导线通入电流时,发现罗盘的指针偏转一定角度。现已测出此地的地磁场水平分量B1=5.0×10 T,通电后罗盘指针停在北偏东60°的位置,如图所示。由此测出该通电直导线在该处产生磁场的磁感应强度大小为( )

-5

A.5.0×10 T C.8.66×10 T 答案C 解析 -5-5

B.1.0×10 T D.7.07×10 T

-5

-4

电流在罗盘处产生的磁场方向水平向东,合磁场方向东偏北30°,由图可知:

B2= 30°=8.66×10-5T。故C正确。

2.如图所示,在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极B,沿边缘内壁放一个圆环形电极A,把A、B分别与电源的两极相连,然后在玻璃皿中放入导电液体,现把玻璃皿放在如图所示的磁场中,液体就会旋转起来。若从上向下看,下列判断正确的是( )

A.A接电源正极,B接电源负极,液体顺时针旋转 B.A接电源负极,B接电源正极,液体顺时针旋转 C.A、B与50 Hz的交流电源相接,液体持续旋转

D.仅磁场的N、S极互换后,重做该实验发现液体旋转方向不变 答案A 解析若A接电源正极,B接电源负极,在电源外部电流由正极流向负极,因此电流由边缘流向中心,玻璃皿所在处的磁场竖直向下,由左手定则可知,导电液体受到的安培力沿顺时针方向,因此液体沿顺时针方向旋转,故A正确;同理,若A接电源负极,B接电源正极,根据左手定则可知,液体沿逆时针方向旋转,故B错误;A、B与50Hz的交流电源相接,A、B电极之间的电流方向不断发生改变,液体不会持续旋转,故C错误;若磁场的N、S极互换后,重做该实验,液体旋转方向会改变,故D错误。

3.如图所示,一个不计重力的带电粒子以v0沿各图的虚线射入场中。A中I是两条垂直纸平面的长直导线中等大反向的电流,虚线是两条导线连线的中垂线;B中+Q是两个位置固定的等量同种点电荷的电荷量,虚线是两点电荷连线的中垂线;C中I是圆环线圈中的电流,虚线过圆心且垂直圆环平面;D中是正交的匀强电场和匀强磁场,虚线垂直于电场和磁场方向,磁场方向垂直纸面向外。其中,带电粒子不可能做匀速直线运动的是( )

答案B 解析题图A中两条垂直纸平面的长直导线中通有等大反向的电流,在中垂线上产生的合磁场方向水平向右,带电粒子将沿中垂线做匀速直线运动;题图B中等量同种正点电荷在中垂线上的合电场强度在连线中点左侧水平向左,在连线中点右侧水平向右,带电粒子受力不为零,不可能做匀速直线运动;题图C中粒子运动方向与所处位置磁感线平行,粒子做匀速直线运动;题图D是速度选择器的原理图,只要v0=,粒子做匀速直线运动,故选B。

4.

如图所示的虚线框为一长方形区域,该区域内有一垂直于纸面向里的匀强磁场,一束电子以不同的速率从O点垂直于磁场方向、沿图中方向射入磁场后,分别从a、b、c、d四点射出磁场,比较它们在磁场中的运动时间ta、tb、tc、

td,其大小关系是( )

A.tatc>td

带电粒子的运动轨迹如图所示,由图可知,从a、b、c、d四点飞出的电子对应的圆心角θa=θb>θc>θd,而带电粒子的周期T=5.

相同,其在磁场中运动时间t= T,故ta=tb>tc>td,选项D正确。

如图所示,三根长为l的直线电流在空间构成等边三角形,电流的方向垂直纸面向里。电流大小均为I,其中A、B电流在C处产生的磁感应强度的大小分别为B0,导线C位于水平面处于静止状态,则导线C受到的静摩擦力是( )

A. 3B0Il,水平向左 B. 3B0Il,水平向右 C. B0Il,水平向左 D. B0Il,水平向右 答案B 解析 3 3

根据安培定则,A电流在C处产生的磁场方向垂直于AC,B电流在C处产生的磁场方向垂直于BC,如图所示。根据平行四边形定则及几何知识可知,合磁场的方向竖直向下,与AB边平行,合磁感应强度B的大小为

B=2B0cos30°= 3B0,由公式F=BIl得,导线C所受安培力大小为F= 3B0Il,根据左手定则,导线C所受安培力方向

水平向左,因导线C位于水平面处于静止状态,由平衡条件知,导线C受到的静摩擦力方向为水平向右,故选项B正确,A、C、D错误。

6.如图所示,含有 、 、 He的带电粒子束从小孔O1处射入速度选择器,沿直线O1O2运动的粒子从小孔O2处射出后垂直进入偏转磁场,最终打在P1、P2两点。则( ) A.粒子在偏转磁场中运动的时间都相等 B.打在P1点的粒子是 He C.打在P2点的粒子是 H和 He D.O2P2的长度是O2P1长度的2倍 答案CD 解析由速度选择器可知,qB1v=qE,解得

v= ,所以速度相等,在磁场中有

qvB= ,解得r=,周期T=

,时间为t= , 故A错误;打在P1点的粒子是半径最小的 H,故B错误;打在P2点的粒子是半径最大的 H和 He,故C正确;由

r=,可知O2P2的长度是O2P1长度的2倍,故D正确。

7.如图所示,ABC为竖直平面内的光滑绝缘轨道,其中AB为倾斜直轨道,BC为与AB相切的圆形轨道,并且圆形轨道处在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里。质量相同的甲、乙、丙三个小球中,甲球带正电、乙球带负电、丙球不带电。现将三个小球在轨道AB上分别从不同高度处由静止释放,都恰好通过圆形轨道的最高点,则( )