1、第十单元 注意事项：1答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。4考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。一、 (本题共13小题，每小题4分，共52分。在每小题给出的四个选项中，第18题只有一项符合题目要求，第913题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1关于安培力，
2、下列说法正确的是()A通电直导线在某处所受安培力的方向跟该处的磁场方向相同B通电直导线在某处不受安培力的作用，则该处没有磁场C通电直导线所受安培力的方向可以跟导线垂直，也可以不垂直D通电直导线跟磁场垂直时受到的安培力一定最大2在重复奥斯特电流磁效应的实验时，需要考虑减少地磁场对实验的影响，则以下关于奥斯特实验的说法中正确的是()A通电直导线竖直放置时，实验效果最好B通电直导线沿东西方向水平放置时，实验效果最好C通电直导线沿南北方向水平放置时，实验效果最好D只要电流足够大，不管通电直导线怎样放置实验效果都很好3科学研究发现，在地球的南极或北极所看到的美丽极光，是由来自太阳的高能带电粒子受到地磁场
3、的作用后，与大气分子剧烈碰撞或摩擦所产生的结果，如图所示。则下列关于地磁场的说法中，正确的是()A若不考虑磁偏角的因素，则地理南极处的磁场方向竖直向下B若不考虑磁偏角的因素，则地理北极处的磁场方向竖直向上C在地球赤道表面，小磁针静止时南极指向北的方向D在地球赤道表面，小磁针静止时南极指向南的方向4在某磁场区域中画出了如图所示的三条磁感线，则下列关于磁场中a、b两点的说法中正确的是()Aa处没有磁感线，所以a点的磁感应强度Ba0Ba处的磁感应强度小于b处的磁感应强度C同一通电导线放在a处所受到的安培力比放在b处所受到的安培力大D同一通电导线放在a处所受到的安培力比放在b处所受到的安培力小5如图所
4、示为在科学研究中用来束缚某种粒子的磁场的磁感线分布情况，以图中白点O为坐标原点，沿Z轴正方向的磁感应强度大小的变化最有可能的是() 6关于带电粒子在匀强磁场中受到的洛伦兹力，下列说法正确的是()A带电粒子的速度越大，洛伦兹力一定越大B当带电粒子的速度与磁场方向平行时，洛伦兹力最大C洛伦兹力的方向可以跟速度方向垂直，也可以不垂直D洛伦兹力不做功，所以洛伦兹力一定不会改变带电粒子的速度大小 7不计重力的带电粒子穿过饱和蒸汽时，在它走过的路径上饱和蒸汽便凝成小液滴，从而显示出粒子的径迹，这是云室的原理，图示是在云室中拍摄的正、负电子运动径迹的照片。若已知在云室处有方向垂直于照片向内的匀强磁场，图中O
5、a、Ob、Oc、Od是从O点发出的四个粒子的径迹，则下列说法中正确的是()A打到a、b点的粒子是正电子B打到c、d点的粒子是正电子C打到c点的粒子受到的洛伦兹力最小D打到d点的粒子受到的洛伦兹力最大8(2019全国II卷)如图，边长为l的正方形abcd内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面(abcd所在平面)向外。ab边中点有一电子发源O，可向磁场内沿垂直于ab边的方向发射电子。已知电子的比荷为k。则从a、d两点射出的电子的速度大小分别为()A， B，C， D，9物理学家劳伦斯于1932年发明回旋加速器。如图所示为一种改进后的回旋加速器示意图，其中盒缝间的加速电场的电场强度恒定，且
6、被限制在A、C板间，带电粒子从P0处由静止释放，并沿电场线方向射入加速电场，经加速后再进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动，图中P1、P2、P3分别为带电粒子在磁场做圆周运动三个相邻轨迹的最右边缘的点，对于这种改进后的回旋加速器，下列说法正确的是()A带电粒子每运动一周就被加速一次B带电粒子每运动一周就被加速二次CP1P2P2P3D加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸有关10如图所示，在虚线所包围的圆形区域内有方向垂直于圆面向里的匀强磁场，从磁场边缘的A点沿半径方向射入一束速率不同的质子，这些质子在磁场里运动的过程中，以下说法正确的是()A周期相同，但运动时间不同，速率大的运动时间长B运动半径越大
7、的质子运动时间越短，偏转角越小C质子在磁场中的运动时间均相等D运动半径不同，运动半径越大的质子向心加速度越大11霍尔元件广泛应用于测量和自动控制等领域，霍尔元件一般用半导体材料做成，有的半导体中的载流子(自由电荷)是自由电子，有的半导体中的载流子是空穴(相当于正电荷)。如图所示为用半导体材料做成的霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下，通入电流I的方向如图所示，C、D两侧面会形成电势差。则下列说法中正确的是()A若元件的载流子是自由电子，则D侧面的电势高于C侧面的电势B若元件的载流子是空穴，则D侧面的电势高于C侧面的电势C在测地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应
8、保持竖直D在测地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平12如图所示，在x轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在xOy平面内，从原点O处沿与x轴正方向成角(0)以速率v发射一个带正电的粒子(重力不计)。则下列说法正确的是()A若v一定，越大，则粒子在磁场中运动的时间越短B若v一定，越大，则粒子离开磁场的位置距O点越远C若一定，v越大，则粒子在磁场中运动的角速度越大D若一定，则粒子在磁场中运动的时间与v无关13如图所示，在直角三角形AOC的三条边为边界的区域内存在着磁感应强度为B的匀强磁场，已知A60，边AO的长度为a。现在O点放置一个可以向各个方向发射某种带负电粒子
9、的粒子源，已知粒子的比荷为，发射的速度大小都为v0，且满足v0。粒子发射的方向可由图中速度与边CO的夹角表示，不计重力作用，则粒子进入磁场后()A粒子有可能打到A点B以60飞入的粒子在磁场中的运动时间最短C以30飞入的粒子在磁场中的运动的时间都相等D在AC边界上只有一半区域有粒子射出二、(本题共4小题，共48分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)14(9分)海水中含有大量的正、负离子，这些离子随海流做定向运动，如果有磁场能使这些正、负离子向相反方向偏转，便有可能发出电
10、来。如图所示为一利用海流发电的磁流体发电机原理的示意图，上、下两块金属板M、N水平正对放置，浸没在海水里，金属板相距d100 m，在金属板之间加一匀强磁场，磁感应强度大小B0.05 T，方向由南向北，海水从东向西以速度v5 m/s流过两金属板之间，且将在两板之间形成电势差。(1)达到稳定状态时，哪块金属板的电势较高?(2)该磁流体发电机产生的电动势E为多大?15(12分)如图所示，为某研究性学习小组设计的一只电流表的原理图如图所示。在质量为m、长度为L1的匀质细金属棒MN的中点处通过一绝缘挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连，弹簧的劲度系数为k。在矩形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂
11、直纸面向外。与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的示数，MN的长度大于ab，abcdL2。当MN中没有电流通过且处于平衡状态时，MN与矩形区域的cd边重合，且指针指到刻度尺的0刻度位置，重力加速度为g。(1)若要使该电流表能正常工作，则待测电流必须从金属棒的哪一端流入?(2)刻度尺上距0刻度为x处对应的电流大小是多少?(3)若弹簧在弹性限度内的最大伸长量为xm，则该电流表的最大量程为多少?16(12分) (2019全国I卷)如图，在直角三角形OPN区域内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外。一带正电的粒子从静止开始经电压U加速后，沿平行于x轴的方向射入磁场；一段时间后，
12、该粒子在OP边上某点以垂直于x轴的方向射出。已知O点为坐标原点，N点在y轴上，OP与x轴的夹角为30，粒子进入磁场的入射点与离开磁场的出射点之间的距离为d，不计重力。求：(1)带电粒子的比荷；(2)带电粒子从射入磁场到运动至x轴的时间。17(15分)如图所示，在等腰三角形ABC区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，三角形的底边AB2L， 45，O为底边的中点。现有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从静止开始经过电势差为U的电场加速后，从O点垂直AB进入磁场，不计粒子的重力与空气阻力的影响。(1)求粒子经电场加速后射入磁场时的速度。(2)若已知磁感应强度大小B，则粒子从何处射出磁场?(3)磁感应强度B
13、为多少时，粒子在磁场中能以最大的圆周半径偏转后打到OA板?3好教育单元训练金卷高三物理(A)卷第十单元 答 案一、 (本题共13小题，每小题4分，共52分。在每小题给出的四个选项中，第18题只有一项符合题目要求，第913题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1【答案】D【解析】安培力的方向一定与磁场垂直，也一定与导线垂直，选项A、C错误；当通电直导线与磁场平行放置时，不受安培力作用，选项B错误。2【答案】C【解析】由于在地球表面小磁针静止时北极指北、南极指南，所以通电直导线沿南北方向水平放置时，电流在小磁针所在位置的磁场方向为东西方向，此时的效果最好。3【
14、答案】D【解析】在不考虑磁偏角的情况下，地球的南极相当于磁体的北极，故该处的磁场方向竖直向上，选项A、B错误；赤道处的地磁场方向向北，所以小磁针的南极指向南的方向，D正确。4【答案】B【解析】画出的磁感线仅为示意图，a处的磁感应强度不为零，选项A错；磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小，选项B正确；安培力的大小除跟该处的磁感应强度的大小以及I、L有关外，还跟导线放置的方向与磁感应强度的方向的夹角有关，C、D错误。5【答案】C【解析】磁感线的疏密表示磁感应强度的大小，以图中白点O为坐标原点，沿Z轴正方向磁感应强度B大小的变化最有可能为C。6【答案】D【解析】当带电粒子的速度与磁场方向平行时，不受
15、洛伦兹力作用，选项A、B错；洛伦兹力的方向既跟速度垂直，也跟磁场垂直，选项C错。7【答案】A【解析】根据左手定则可知，打到a、b点的粒子是正电子，选项A正确；根据轨迹图可知，打到c点的粒子的半径最大，速度最大，所以其受到的洛伦兹力最大，选项C、D错误。8【答案】B【解析】a点射出粒子半径Ra，得va，d点射出粒子半径Rb，同理可得vd，故B选项符合题意。9【答案】AD【解析】带电粒子每运动一周就被加速一次，加速电场方向不需要做周期性的变化，选项A正确、B错误；由nqU12mvn2，rnmvnqB，解得rn1qB2qnUm，由此可知，P1P2P2P3，选项C错误；当加速粒子的速度最大时，有D2m
16、vmaxqB，选项D正确。10【答案】BD【解析】由Bqvmv2r，可得rmvBq，v越大，则r越大。周期T2rv2mBq，则周期与运动速度大小无关，运动时间t2T，其中tan2Rr，所以v越大，则r越大、越小、t越小，选项A、C错，B正确。向心加速度aBqvm，r越大，则v越大，a也越大，选项D正确。11【答案】AC【解析】若载流子为自由电子，由左手定则可判断电子受洛伦兹力作用使其偏向C侧面，则C侧面的电势会低于D侧面，选项A正确；若载流子为空穴，根据左手定则，空穴在洛伦兹力的作用下也是向C侧面聚集，C侧面的电势会高于D侧面，选项B错误；地球赤道上方的地磁场的方向水平向北，霍尔元件的工作面应
17、保持竖直才能让地磁场垂直其工作面，选项C正确，D错误。12【答案】AD【解析】由左手定则可知，带正电的粒子向左偏转，若v一定，越大，则粒子在磁场中运动的时间越短，选项A正确；若v一定，等于90时，粒子离开磁场的位置距O点最远，选项B错误；若一定，粒子在磁场中运动的周期与v无关，则粒子在磁场中运动的角速度也与v无关，粒子在磁场中运动的时间与v无关，选项C错误、D正确。13【答案】AD【解析】粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径rmv0Bqa，当粒子以0飞入磁场区域时，最终将从AC边的中点射出，随着的增大，粒子在AC边上的射出点将向A点靠拢，当60时，粒子将从A点射出磁场区域，选项A、D正确；粒子的速
18、度大小相等，在磁场中做圆周运动的轨迹弧长越小，运动时间越短，过O点做AC边的垂线，找出垂足位置，当粒子从该垂足位置射出时粒子在磁场中的运动时间最短，选项B错误；以30飞入的粒子在磁场中运动轨迹圆弧的长度不同，运动时间不相等，选项C错误。二、(本题共4小题，共48分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)14【解析】(1)由左手定则得，N板的电势较高。 (3分)(2)当海水中流动的带电离子进入磁场后，将在两板之间形成电势差，当带电离子所受到的电场力F与洛伦兹力f相平衡时达到
19、稳定状态，有：EdqqvB (3分)代入有关数据得电动势 E25 V。(3分)15【解析】(1)由左手定则得，电流必须从金属棒是M端流入。(2分)(2)指针指在0刻度处时，有mgkx0 (2分)指针指在x处时，有mg+BIL2k(x0+x) (2分)联立解得：IkxBL2。 (2分)(3)弹簧伸长量最大时，有mg+BImLkxm (2分)得：Imkxm-mgBL。 (2分)16【解析】(1)设带电粒子的质量为m，电荷量为q，加速后的速度大小为v，根据动能定理得： (1分)设带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有： (1分)由几何关系可知： (2分)联立解得： (2分)(2)由几何关系知，带电粒子射入磁场后运动到x轴所经过的路程为： (2分)带电粒子从射入磁场到运动至轴过程中，运动的时间为： (2分)联立解得： (2分)17【解析】(1)由qU12mv2(2分)得v2qUm。(2分)(2)粒子进入磁场后做匀速圆周运动，有：qvBmv2r(3分)得rmvqBL(2分)故粒子从AC连线上距A点L处射出。(3)要使粒子能射到OA连线上且半径最大，则粒子的轨迹应与AC边相切，如图所示。设此时粒子轨迹的半径为R，由几何关系有：R+RsinL(2分)以及qvBmv2R(2分)得B(1+2)2qmUqL。(2分)1
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