（浙江專版）2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第10章 磁場檢測一、選擇題(每小題只有一個選項(xiàng)正確,共55分)1.關(guān)于磁場,下列說法正確的是()A.磁場中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與小磁針S極在此處的受力方向一致B.磁場是看不見、摸不著、實(shí)際不存在的,是人們假想出來的一種物質(zhì)C.磁場是客觀存在的一種特殊物質(zhì)形態(tài)D.磁場的存在與否決定于人的思想,想其有則有,想其無則無2.每時每刻都有大量宇宙射線向地球射來,地磁場可以改變射線中大多數(shù)帶電粒子的運(yùn)動方向,使它們不能到達(dá)地面,這對地球上的生命有十分重要的意義。假設(shè)有一個帶正電的宇宙射線粒子正垂直于地面向赤道射來,在地磁場的作用下,它將()A.向東偏轉(zhuǎn)B.向南偏轉(zhuǎn)C.向西偏轉(zhuǎn)D.向北偏轉(zhuǎn)3.下列說法中正確的是()A.電荷在某處不受電場力的作用,則該處電場強(qiáng)度可能不為零B.一小段通電導(dǎo)線在某處不受磁場力作用,則該處磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零C.表征電場中某點(diǎn)電場的強(qiáng)弱,是把一個檢驗(yàn)電荷放在該點(diǎn)時受到的電場力與檢驗(yàn)電荷本身電荷量的比值D.表征磁場中某點(diǎn)磁場的強(qiáng)弱,是把一小段通電導(dǎo)線放在該點(diǎn)時受到的磁場力與該小段導(dǎo)線長度和電流乘積的比值4.如圖所示,金屬棒MN兩端由等長的輕質(zhì)細(xì)線水平懸掛,處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,金屬棒中通以由M向N的電流,平衡時兩懸線與豎直方向夾角均為。如果僅改變下列某一個條件,角的相應(yīng)變化情況是()A.金屬棒中的電流變大,角變大B.兩懸線等長變短,角變小C.金屬棒質(zhì)量變大,角變大D.磁感應(yīng)強(qiáng)度變大,角變小5.三條在同一平面(紙面)內(nèi)的長直絕緣導(dǎo)線搭成一等邊三角形。在導(dǎo)線中通過的電流均為I,電流方向如圖所示。a、b和c三點(diǎn)分別位于三角形的三個頂角的平分線上,且到相應(yīng)頂點(diǎn)的距離相等。將a、b和c處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別記為B1、B2和B3。下列說法正確的是()A.B1=B2>B3B.B1=B2=B3C.a和b處磁場方向垂直于紙面向外,c處磁場方向垂直于紙面向里D.a處磁場方向垂直于紙面向外,b和c處磁場方向垂直于紙面向里6.(2017金華十校模擬)如圖所示,粒子源P會發(fā)出電荷量相等的帶電粒子。這些粒子經(jīng)裝置M加速并篩選后,能以相同的速度從A點(diǎn)垂直磁場方向沿AB射入正方形勻強(qiáng)磁場ABCD,粒子1、粒子2分別從AD中點(diǎn)和C點(diǎn)射出磁場。不計(jì)粒子重力,則粒子1和粒子2()A.均帶正電,質(zhì)量之比為41B.均帶負(fù)電,質(zhì)量之比為14C.均帶正電,質(zhì)量之比為21D.均帶負(fù)電,質(zhì)量之比為127.如圖所示,abcd為一正方形邊界的勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁場邊界邊長為l,三個粒子以相同的速度從a點(diǎn)沿ac方向射入,粒子1從b點(diǎn)射出,粒子2從c點(diǎn)射出,粒子3從cd邊垂直于磁場邊界射出,不考慮粒子的重力和粒子間的相互作用。根據(jù)以上信息,可以確定()A.粒子1帶負(fù)電,粒子2不帶電,粒子3帶正電B.粒子1和粒子3的比荷之比為21C.粒子1和粒子3在磁場中運(yùn)動時間之比為41D.粒子3的射出位置與d點(diǎn)相距8.如圖所示,兩平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在絕緣斜面上,導(dǎo)軌間距為l,勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧上端固定,下端與水平直導(dǎo)體棒ab相連,彈簧與導(dǎo)軌平面平行并與ab垂直,直導(dǎo)體棒垂直跨接在兩導(dǎo)軌上,空間存在垂直導(dǎo)軌平面斜向上的勻強(qiáng)磁場。閉合開關(guān)S后,導(dǎo)體棒中的電流大小為I,導(dǎo)體棒平衡時,彈簧伸長量為x1;調(diào)轉(zhuǎn)圖中電源極性使棒中電流反向,導(dǎo)體棒中電流大小仍為I,導(dǎo)體棒平衡時彈簧伸長量為x2。忽略回路中電流產(chǎn)生的磁場,則磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為()A.(x1+x2)B.(x2-x1)C.(x1+x2)D.(x2-x1)9.如圖所示,直線MN上方有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,電子1從磁場邊界上的a點(diǎn)垂直MN和磁場方向射入磁場,經(jīng)t1時間從b點(diǎn)離開磁場。之后電子2也由a點(diǎn)沿圖示方向以相同速率垂直磁場方向射入磁場,經(jīng)t2時間從a、b連線的中點(diǎn)c離開磁場,則為()A.B.2C.D.310.兩個質(zhì)量相同、所帶電荷量相等的帶電粒子a、b,以不同的速率沿著AO方向射入圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域,其運(yùn)動軌跡如圖所示。若不計(jì)粒子的重力,則下列說法正確的是()A.a粒子帶正電,b粒子帶負(fù)電B.a粒子在磁場中所受洛倫茲力較大C.b粒子的動能較大D.b粒子在磁場中運(yùn)動時間較長11.如圖所示,ABC為與勻強(qiáng)磁場垂直的邊長為a的等邊三角形,比荷為的電子以速度v0從A點(diǎn)沿AB邊入射,欲使電子經(jīng)過BC邊,磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值為()A.B>B.B<C.B>D.B<二、非選擇題(共45分)12.(9分)如圖所示,兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離為l=0.40 m,金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角為=37°,在導(dǎo)軌所在平面內(nèi),分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.50 T、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面向上的勻強(qiáng)磁場。金屬導(dǎo)軌的一端接有電動勢為E=4.5 V、內(nèi)阻為r=0.50 的直流電源?，F(xiàn)把一個質(zhì)量為m=0.040 kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上,導(dǎo)體棒恰好靜止。導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好,導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的電阻R0=2.5 ,金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì),g取10 m/s2。已知sin 37°=0.60,cos 37°=0.80,求:(1)通過導(dǎo)體棒的電流;(2)導(dǎo)體棒受到的安培力大小;(3)導(dǎo)體棒受到的摩擦力。13.(12分)如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系xOy的第四象限有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,一質(zhì)量為m=5.0×10-8 kg、電荷量為q=1.0×10-6 C的帶電粒子。從靜止開始經(jīng)U0=10 V的電壓加速后,從P點(diǎn)沿圖示方向進(jìn)入磁場,已知OP=30 cm,(粒子重力不計(jì),sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)求:(1)帶電粒子到達(dá)P點(diǎn)時速度v的大小;(2)若磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.0 T,粒子從x軸上的Q點(diǎn)離開磁場,求OQ的距離;(3)若粒子不能進(jìn)入x軸上方,求磁感應(yīng)強(qiáng)度B'滿足的條件。14.(12分)在以坐標(biāo)原點(diǎn)O為圓心、半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi),存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場,如圖所示。一個不計(jì)重力的帶電粒子從磁場邊界與x軸的交點(diǎn)A處以速度v沿-x方向射入磁場,它恰好從磁場邊界與y軸的交點(diǎn)C處沿+y方向飛出。(1)請判斷該粒子帶何種電荷,并求出其比荷;(2)若磁場的方向和所在空間范圍不變,而磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小變?yōu)锽',該粒子仍從A處以相同的速度射入磁場,但飛出磁場時的速度方向相對于入射方向改變了60°角,求磁感應(yīng)強(qiáng)度B'多大?此次粒子在磁場中運(yùn)動所用時間t是多少?15.(加試題)(12分)一臺質(zhì)譜儀的工作原理如圖所示,電荷量均為+q、質(zhì)量不同的離子飄入電壓為U0的加速電場,其初速度幾乎為零。這些離子經(jīng)加速后通過狹縫O沿著與磁場垂直的方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,最后打在底片上。已知放置底片的區(qū)域MN=L,且OM=L。某次測量發(fā)現(xiàn)MN中左側(cè)區(qū)域MQ損壞,檢測不到離子,但右側(cè)區(qū)域QN仍能正常檢測到離子。在適當(dāng)調(diào)節(jié)加速電壓后,原本打在MQ的離子即可在QN檢測到。(1)求原本打在MN中點(diǎn)P的離子質(zhì)量m;(2)為使原本打在P的離子能打在QN區(qū)域,求加速電壓U的調(diào)節(jié)范圍;(3)為了在QN區(qū)域?qū)⒃敬蛟贛Q區(qū)域的所有離子檢測完整,求需要調(diào)節(jié)U的最少次數(shù)。(取lg 2=0.301,lg 3=0.477,lg 5=0.699)第十章檢測磁場1.C磁場中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與小磁針N極在此處的受力方向一致,磁場對處于其中的電荷有力的作用,所以具有能的性質(zhì),故是客觀存在的一種特殊物質(zhì)形態(tài),A、B、D錯誤,C正確。2.A3.C電場和磁場有一個明顯的區(qū)別是:電場對放入其中的電荷有力的作用,磁場對通電導(dǎo)線有力的作用的條件是磁場方向不能和電流方向平行,因此選項(xiàng)A、選項(xiàng)B都錯。根據(jù)電場強(qiáng)度的定義式E=可知選項(xiàng)C正確。而同樣用比值定義法定義的磁感應(yīng)強(qiáng)度則應(yīng)有明確的說明,即B=中I和B的方向必須垂直,故選項(xiàng)D錯。4.A選金屬棒MN為研究對象,其受力情況如圖所示。根據(jù)平衡條件及三角形知識可得tan =,所以當(dāng)金屬棒中的電流I、磁感應(yīng)強(qiáng)度B變大時,角變大,選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)D錯誤;當(dāng)金屬棒質(zhì)量m變大時,角變小,選項(xiàng)C錯誤;角的大小與懸線長短無關(guān),選項(xiàng)B錯誤。5.C根據(jù)磁場的矢量疊加,c處的磁感應(yīng)強(qiáng)度最大,方向垂直于紙面向里;a和b處磁場方向垂直于紙面向外,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,綜上知,C選項(xiàng)正確。6.B根據(jù)兩粒子的偏轉(zhuǎn)方向,由左手定則知粒子均帶負(fù)電,又對粒子1有r1=,對粒子2有r2=,由題知r1=r2,故,B對。7.B根據(jù)左手定則可知粒子1帶正電,粒子2不帶電,粒子3帶負(fù)電,A錯誤;粒子1在磁場中的軌跡為四分之一圓周,半徑r1=l,時間t1=T=,粒子3在磁場中的軌跡為八分之一圓周,半徑r3=l,時間t3=T=,則t1=t3,C錯誤;由r=可知粒子1和粒子3的比荷之比為r3r1=21,B正確;粒子3的射出位置與d點(diǎn)相距(-1)l,D錯誤。8.D設(shè)導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為,由平衡條件,mgsin =kx1+BIL,調(diào)轉(zhuǎn)題圖中電源極性使棒中電流反向,由平衡條件,mgsin +BIL=kx2,聯(lián)立解得B=(x2-x1),選項(xiàng)D正確。9.D畫出兩粒子運(yùn)動的軌跡,電子1運(yùn)動了半個圓,故運(yùn)動了半個周期,根據(jù)半徑r=知,電子1和電子2半徑相等,由幾何關(guān)系知,電子2運(yùn)動的圓心角為60°,運(yùn)動了六分之一個周期,根據(jù)周期公式T=,兩個電子運(yùn)動的周期相同,故兩電子運(yùn)動的時間之比為31,D正確。10.C由左手定則可知,a粒子帶負(fù)電,b粒子帶正電,A錯誤;由qvB=m得r=,故運(yùn)動的軌跡半徑越大,對應(yīng)的速率越大,所以b粒子的速率較大,在磁場中所受洛倫茲力較大,B錯誤;由Ek=mv2可得b粒子的動能較大,C正確;由T=知兩者的周期相同,b粒子運(yùn)動的軌跡對應(yīng)的圓心角小于a粒子運(yùn)動的軌跡對應(yīng)的圓心角,所以b粒子在磁場中運(yùn)動時間較短,D錯誤。11.D由題意,如圖所示,電子正好經(jīng)過C點(diǎn),此時圓周運(yùn)動的半徑r=,要想電子從BC邊經(jīng)過,電子做圓周運(yùn)動的半徑要大于,由帶電粒子在磁場中運(yùn)動的公式r=,即B<,選D。12.答案 (1)1.5 A(2)0.30 N(3)0.06 N,方向沿斜面向下解析 (1)根據(jù)閉合電路的歐姆定律有I=1.5 A。(2)導(dǎo)體棒受到的安培力F安=IlB=0.30 N。(3)設(shè)導(dǎo)體棒受到沿斜面向下的摩擦力為Ff,根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件得mgsin 37°+Ff=F安解得Ff=0.06 N,方向沿斜面向下。13.答案 (1)20 m/s(2)0.90 m(3)B'>5.33 T(取“”同樣給分)解析 (1)對帶電粒子的加速過程,由動能定理得qU0=mv2代入數(shù)據(jù)得v=20 m/s。甲(2)帶電粒子僅在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動,有qvB=解得r=代入數(shù)據(jù)得r=0.50 m而=0.50 m故圓心一定在x軸上,軌跡如圖甲所示。由幾何關(guān)系可知OQ=r+rsin 53°故OQ=0.90 m。乙(3)帶電粒子不從x軸射出,軌跡如圖乙所示。由幾何關(guān)系得,OP>r'+r'cos 53°r'=聯(lián)立代入數(shù)據(jù)得B'> T=5.33 T。14.答案 (1)負(fù)電荷(2)B解析 (1)由粒子的運(yùn)動軌跡(如圖),利用左手定則可知,該粒子帶負(fù)電荷。粒子由A點(diǎn)射入,由C點(diǎn)飛出,其速度方向改變了90°,則粒子軌跡半徑r1=r,又qvB=m,則粒子的比荷。(2)設(shè)粒子從D點(diǎn)飛出磁場,速度方向改變了60°角,故AD弧所對圓心角為60°,粒子做圓周運(yùn)動的半徑r2=r,又r2=,所以B'=B,粒子在磁場中運(yùn)動所用時間t=T=。15.答案 (1)(2)U(3)3次解析 (1)離子在電場中加速qU0=mv2在磁場中做勻速圓周運(yùn)動qvB=m解得r=代入r0=L,解得m=(2)由(1)知,U=離子打在Q點(diǎn)r=L,U=離子打在N點(diǎn)r=L,U=則電壓的范圍U(3)由(1)可知,r由題意知,第1次調(diào)節(jié)電壓到U1,使原本Q點(diǎn)的離子打在N點(diǎn)此時,原本半徑為r1的打在Q1的離子打在Q上解得r1=()2L第2次調(diào)節(jié)電壓到U2,原本打在Q1的離子打在N點(diǎn),原本半徑為r2的打在Q2的離子打在Q上,則解得r2=()3L同理,第n次調(diào)節(jié)電壓,有rn=()n+1L檢測完整,有rn解得n-12.8最少次數(shù)為3次。