第八章 磁场单元滚动检测卷八考生注意：1本试卷分第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分，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分第卷一、选择题(本题共13小题，每小题3分，共39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)1一条沿东西方向水平放置的长直导线，通以由东向西的电流，忽略地磁场的影响，则在它附近正下方某点的磁场方向为()A向东 B向西 C向南 D向北答案C解析由右手螺旋定则可知本题应选C.2Wb/m2为磁感应强度的单位，与它等价的是()AN/(Am) BNA/mCNA/m2 DN/(Am2)答案A解析由FBIL可知选项A正确3下列关于磁场和磁感线的描述中正确的是()A磁感线上某点的切线方向与该点的磁场方向垂直B虽然磁场中的磁感线看不见，但它是客观存在的C磁感线总是从磁铁的N极出发，到S极终止D在同一磁场中，磁感线越密的地方磁感应强度越大答案D解析磁感线上某点的切线方向与该点的磁场方向相同，A项错误；磁感线是不存在的，它是一种假想的线，B项错误；在磁体的内部，磁感线从磁铁的S极到N极，C项错误4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B解析由磁场分布的特点可知，条形磁铁所形成的磁场中，磁感应强度相同的点一定在磁感应强度方向所在直线上5.如图2所示，OO为金属环的对称轴，金属环均匀带负电，在圆环的左侧OO上某处放一小磁针，小磁针可以自由转动现使金属环绕OO以图示方向(从左向右看逆时针)匀速旋转，则小磁针平衡时的状态是()图2AN极竖直向上BN极竖直向下CN极沿轴线向左DN极沿轴线向右答案D解析金属环带负电，根据安培定则，金属环旋转时，在OO轴上产生的磁场方向向右，所以小磁针的N极向右，D项正确6.一根长直通电导线穿过通有恒定电流的金属圆环的中心且垂直于环所在的平面，导线和圆环中电流方向如图3所示则金属环受到的磁场力()图3A沿圆环的半径向外B沿圆环的半径向内C水平向左D等于零答案D解析根据右手螺旋定则可知，直导线产生的磁感线是以直导线为圆心的同心圆，故圆环的电流方向和磁感线方向平行，圆环不受磁场力的作用，选项D正确7.一根闭合的粗细均匀的铁丝弯折成一直角三角形线框，将其放入匀强磁场中，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4Aab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0Cac、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C解析ab边受到的安培力在纸面内垂直ab向上；整个线框所受安培力的合力方向向上，大小不为零；三角形线框没有收缩的趋势，C项正确8质子和粒子在同一匀强磁场中做半径相等的匀速圆周运动，则质子与粒子的运动周期之比和线速度大小之比分别为()A. B.C. D.答案A解析带电粒子在磁场中运动时有qvB，T，可得质子与粒子的运动周期之比，线速度大小之比，A正确9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2答案D解析在加速电场中，根据动能定理有qUmv2，因此电场力对二者做功相等，选项A错误；钠23的质量较小，速度较大，选项B错误；再由qvB得r，可知r，选项D正确，C错误10(2017浙江11月选考8)如图5所示，在两水平金属板构成的器件中，存在着匀强电场与匀强磁场，电场强度E和磁感应强度B相互垂直以某一水平速度进入的不计重力的带电粒子恰好能沿直线运动，下列说法正确的是()图5A粒子一定带负电B粒子的速度大小vC若粒子速度大小改变，粒子将做曲线运动D若粒子速度大小改变，电场对粒子的作用力会发生变化答案C解析粒子做直线运动，说明竖直方向受力平衡，即qvBqE，可得v，选项B错误；当v时，无论粒子带正电还是负电，在竖直方向均受力平衡，选项A错误；如果粒子速度大小改变，就会导致洛伦兹力变化，因此粒子将做曲线运动，选项C正确；不管粒子速度怎么变，在匀强电场中，粒子所受电场力不变，选项D错误11.如图6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6A. B.C. D.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rrcos 60d，离子在磁场中运动时有qvB，即r，解得v，C项正确12.如图7所示，在长方形abcd区域内有正交的电磁场，abL，一带电粒子从ad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(不计重力)()图7A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qv0BqE；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，qEma，Lat2，v0tL，所以撤去电场后由qv0Bm得r，粒子从a点射出，故C正确13如图8所示，是磁流体发电机示意图平行金属板a、b之间有一个很强的匀强磁场，将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量正、负带电离子)垂直于磁场的方向喷入磁场，a、b两板间便产生电压如果把a、b板与用电器相连接，a、b板就是等效直流电源的两个电极若磁场的磁感应强度为B，每个离子的电荷量大小为q、速度为v，a、b两板间距为d，两板间等离子体的等效电阻为r，用电器电阻为R.稳定时，下列判断正确的是()图8A图中a板是电源的正极B电源的电动势为BvqC用电器中电流为Da、b板间电压为Bvd答案D解析由左手定则，正离子受洛伦兹力向下偏转，b板为电源的正极，A错误；由平衡qvBq，电源电动势EBdv，电流I，用电器的电压UIRBvd，故D正确二、选择题(本题共3小题，每小题2分，共6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2分，选对但不全的得1分，有错选的得0分)14.在图9中实线框所示的区域内同时存在着匀强磁场和匀强电场，一个带正电粒子(不计重力)恰好能沿直线MN从左到右通过这一区域那么匀强磁场和匀强电场的方向可能为()图9A匀强磁场方向竖直向上，匀强电场方向垂直于纸面向外B匀强磁场方向竖直向上，匀强电场方向垂直于纸面向里C若是负粒子，匀强磁场方向竖直向上，匀强电场方向垂直于纸面向里D匀强磁场方向垂直于纸面向里，匀强电场方向竖直向上答案BC15.如图10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()图10A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后，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，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，则在竖直方向发生运动，因此小球必然做曲线运动，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11所示，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11ABmg，方向竖直向下BBmg，方向竖直向上CBmg，方向垂直斜面向下DBmg，方向垂直斜面向上答案BD解析若磁感应强度方向竖直向下，导体棒无法静止，只能竖直向上，根据三力平衡，可得其大小Bmg，选项B正确；若磁感应强度方向垂直斜面向下，导体棒无法静止，只能垂直斜面向上，根据三力平衡，可得其大小Bmg，选项D正确第卷三、非选择题(本题共5小题，共55分)17(10分)如图12为某种质谱仪结构的截面示意图该种质谱仪由加速电场、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B，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：图12(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d解析(1)由动能定理可知qUmv2解得离子到达狭缝S1的速度大小为v(2)根据牛顿第二定律Eqm解得E(3)由牛顿第二定律得qvB可得离子在磁场中运动的轨道半径为rd轨迹如图所示，根据勾股定理有r2(r)2x2解得x所以离子从MN边距M点的位置离开18(10分)如图13所示，在矩形ABCD区域内，对角线BD以上的区域存在有平行于AD向下的匀强电场，对角线BD以下的区域存在有垂直于纸面的匀强磁场(图中未标出)，矩形的AD边长为L，AB边长为2L.一个质量为m、电荷量为q的带电粒子(重力不计)以初速度v0从A点沿AB方向进入电场，在对角线BD的中点P处进入磁场，并从DC边长以垂直于DC边的速度离开磁场(图中未画出)求：图13(1)电场强度E的大小；(2)带电粒子经过P点时速度v的大小和方向；(3)磁场的磁感应强度B的大小和方向答案见解析解析(1)带电粒子在电场中受电场力作用做类平抛运动，则Lat2，Lv0t，Eqma得场强为E(2)带电粒子在电场方向上做匀变速运动，设电场方向分速度为vy，则有a，v2a得vyv0带电粒子经过P点时的速度为vv0，与水平方向的夹角为45.(3)粒子在磁场中运动轨迹的圆心就在CD线上某点，则R