2014年物理《复习方略》(通用版)第8章磁场课时提升作业单元评估检测(8)

圆学子梦想铸金字品牌-1-温馨提示：此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。单元评估检测(八)第八章(60分钟100分)一、选择题(本大题共12小题，每小题6分，共72分。每小题至少一个答案正确，选不全得3分)1.关于电场和磁场的概念，以下说法正确的是()A.电荷放入电场中某区域内的任意位置，电荷受到的电场力都相同，则该区域内的电场一定是匀强电场B.放入电场中某位置的电荷受到的电场力不为零，则该位置的电场强度一定不为零C.一小段长为L的通有电流I的导体，在磁场中受到的安培力为F，则该磁场的磁感应强度B一定为FILD.一小段通电导体在磁场中某位置受到的安培力为零，则该位置的磁感应强度一定为零2.关于电场力与洛伦兹力，以下说法正确的是()A.电荷只要处在电场中，就会受到电场力，而电荷静止在磁场中，也可能受到洛伦兹力B.电场力对在电场中的电荷一定会做功，而洛伦兹力对在磁场中的电荷却不会做功圆学子梦想铸金字品牌-2-C.电场力与洛伦兹力一样，受力方向都在电场线和磁感线上D.只有运动的电荷在磁场中才可能会受到洛伦兹力的作用3.(2013·柳州模拟)如果你看过中央电视台体育频道的围棋讲座就会发现，棋子在竖直放置的棋盘上可以移动，但不会掉下来。原来，棋盘和棋子都是用磁性材料制成的。棋子不会掉落是因为()A.质量小，重力可以忽略不计B.受到棋盘对它向上的摩擦力C.棋盘对它的吸引力与重力平衡D.它一方面受到棋盘的吸引，另一方面还受到空气的浮力4.(2013·泰州模拟)如图所示，两根无限长的平行导线a和b水平放置，两导线中通以方向相反、大小不等的恒定电流，且IaIb。当加一个垂直于a、b所在平面的匀强磁场B时，导线a恰好不再受安培力的作用。则与加磁场B以前相比较()A.b也恰好不再受安培力的作用B.b受的安培力小于原来安培力的2倍，方向竖直向上C.b受的安培力等于原来安培力的2倍，方向竖直向下D.b受的安培力小于原来安培力的大小，方向竖直向下5.半径为r的圆形空间内，存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子(不计重力)从A点以速度v0垂直于磁场方向射入磁场中，并从B点射出。∠AOB=120°，如图所示，则该带电粒子在磁场中运动的时间为()圆学子梦想铸金字品牌-3-A.0rvB.023r3vC.0r3vD.03r3v6.1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示，这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是()A.离子由加速器的中心附近进入加速器B.离子由加速器的边缘进入加速器C.离子从磁场中获得能量D.离子从电场中获得能量7.(2013·鞍山模拟)如图所示，光滑绝缘轨道ABP竖直放置，其轨道末端切线水平，在其右侧有一正交的匀强电场、磁场区域，电场竖直向上，磁场垂直纸面向里。一带电小球从轨道上的A点静止滑下，经P点进入场区后，恰好沿水平方向做直线运动。则可以断定()A.小球带负电圆学子梦想铸金字品牌-4-B.小球带正电C.若小球从B点由静止滑下，进入场区后将立即向上偏D.若小球从B点由静止滑下，进入场区后将立即向下偏8.(2013·杭州模拟)空间存在一匀强磁场B，其方向垂直纸面向里，另有一个点电荷+Q的电场，如图所示，一带正电粒子q以初速度v0从某处垂直电场、磁场射入，初位置到点电荷的距离为r，则粒子在电、磁场中的运动轨迹可能为()A.以+Q为圆心，r为半径的纸面内的圆周B.沿初速度v0方向的直线C.开始阶段在纸面内向左偏的曲线D.开始阶段在纸面内向右偏的曲线9.(2013·厦门模拟)如图所示，在x轴上方存在垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，x轴下方存在垂直纸面向外的磁感应强度为B2的匀强磁场。一带负电的粒子从原点O以与x轴成30°角斜向上射入磁场，且在上方运动半径为R。则()圆学子梦想铸金字品牌-5-A.粒子经偏转一定能回到原点OB.粒子在x轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为1∶2C.粒子完成一次周期性运动的时间为2m3qBD.粒子第二次射入x轴上方磁场时，沿x轴前进3R10.(2013·青岛模拟)如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，有两根竖直放置的平行导轨AB、CD。导轨上放有质量为m的金属棒MN，棒与导轨间的动摩擦因数为μ。现从t=0时刻起，给棒通以图示方向的电流，且电流强度与时间成正比，即I=kt，其中k为恒量。若金属棒与导轨始终垂直，则在下列图所示的表示棒所受的摩擦力随时间变化的四幅图中，正确的是()11.如图所示，表面粗糙的足够长斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场中。质量为m、带电量为+Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑，在滑块下滑的过程中，下列判断正确的是()圆学子梦想铸金字品牌-6-A.滑块受到的摩擦力不变B.滑块到达地面时的动能与B的大小无关C.滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向上D.B很大时，滑块可能静止于斜面上12.(能力挑战题)如图，竖直放置的平行板电容器，A板接电源正极，B板接电源负极，在电容器中加一与电场方向垂直、水平向里的匀强磁场。一批带正电的微粒从A板中点小孔C射入，射入的速度大小、方向各不相同，考虑微粒所受重力，微粒在平行板A、B间运动过程中()A.所有微粒的动能都将增加B.所有微粒的机械能都将不变C.有的微粒可以做匀速圆周运动D.有的微粒可能做匀速直线运动二、计算题(本大题共2小题，共28分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)13.(2013·泰州模拟)(10分)如图所示，在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4m，质量为6×10-2kg的通电直导线，电流强度I=1A，方向垂直于纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动，整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4T，方向竖直向上的磁场中。设t=0时，B=0，则需要多长时间，斜面对导圆学子梦想铸金字品牌-7-线的支持力为零？(g取10m/s2)14.(2011·安徽高考)(18分)如图所示，在以坐标原点O为圆心、半径为R的半圆形区域内，有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度为B，磁场方向垂直于xOy平面向里。一带正电的粒子(不计重力)从O点沿y轴正方向以某一速度射入，带电粒子恰好做匀速直线运动，经t0时间从P点射出。(1)求电场强度的大小和方向。(2)若仅撤去磁场，带电粒子仍从O点以相同的速度射入，经0t2时间恰从半圆形区域的边界射出。求粒子运动加速度的大小。(3)若仅撤去电场，带电粒子仍从O点射入，且速度为原来的4倍，求粒子在磁场中运动的时间。圆学子梦想铸金字品牌-8-答案解析1.【解析】选A、B。由F=Eq可知，q在任意位置的F相同，E一定相同，故A正确；F不为零时，E一定不为零，故B正确；在磁场中，只有通电导体垂直于磁场时，磁感应强度B才等于FIL，故C错误；当电流平行于磁场时，安培力也为零，故D错误。2.【解析】选D。静止在磁场中的电荷不可能受到洛伦兹力，A错；尽管电场力对电荷可以做功，但如果电荷在电场中不动或沿等势面移动，电场力做功为零，B错；洛伦兹力的方向与磁感线垂直，与运动方向垂直，C错；只有D是正确的。3.【解析】选B。对棋子受力分析如图所示，磁性棋子受到棋盘的吸引力而对棋盘产生压力，棋盘对棋子有向外的弹力。重力使得棋子有向下滑动的趋势，因此棋子受到棋盘对它向上的静摩擦力，此力和重力平衡，使得棋子不会掉落。A错B正确。棋盘对棋子的吸引力与棋盘对棋子向外的弹力是一对平衡力,C错。由于空气浮力远小于重力,故可以忽略不计。虽受到棋盘的吸引,但关键是棋子受到了向上的静摩擦力,D错。4.【解析】选D。当a不受安培力时，Ib产生的磁场与所加磁场在a处叠加后的磁感应强度为零，此时判断所加磁场垂直纸面向外，因IaIb，所以在b处叠加后的磁场垂直纸面向里，b受安培力向下，且比原来小，故选项D正确。5.【解析】选D。如图所示，由∠AOB=120°可知，弧AB所对圆心角θ=60°,设带电粒子做匀速圆周运动的半径为R。由几何知识知R3r，圆学子梦想铸金字品牌-9-0003rABR3r3tvvv3v，故D正确。6.【解析】选A、D。离子在电场中得到能量，在磁场中转弯，转动半径越来越大，所以选项A、D正确，B、C错误。7.【解析】选B、D。带电小球进入场区沿水平方向做匀速直线运动，受力平衡，若小球带负电，所受电场力、重力、洛伦兹力均竖直向下，小球受力不平衡，故A错误；若小球带正电，所受电场力、洛伦兹力竖直向上，重力竖直向下，可以平衡，故B正确；若小球从B点静止滑下，进入场区速度减小，所受洛伦兹力减小，电场力和重力保持不变，故合外力竖直向下，小球将向下偏，故C错误，D正确。8.【解析】选A、C、D。带电粒子q受到洛伦兹力和库仑力，如果2002vkQqBvqmrr，则粒子做以+Q为圆心，r为半径的纸面内的圆周运动，A正确；如果没有上述关系，但02kQqBvqr，则粒子向左偏；若02kQqBvqr，则粒子向右偏，C、D正确。因库仑力的方向和大小均改变，故粒子不可能沿初速度v0方向做直线运动，B错误。【变式备选】一圆柱形磁铁竖直放置，如图所示，在它的右侧上方有一带正电圆学子梦想铸金字品牌-10-小球，现使小球获得一水平速度，小球若能在水平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是()A.俯视观察，小球的运动方向可以是顺时针，也可以是逆时针B.俯视观察，小球的运动方向只能是顺时针C.俯视观察，小球的运动方向只能是逆时针D.不可能实现小球在平面内做匀速圆周运动【解析】选B。小球所受的洛伦兹力与重力的合力提供向心力，洛伦兹力的方向斜向内上，由左手定则可判断小球的运动方向为顺时针，B正确。9.【解析】选B、D。由mvrqB可知，粒子在x轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为1∶2，所以B正确；粒子完成一次周期性运动的时间1211mtTT663qB2mm3qBqB，所以C错误；粒子第二次射入x轴上方磁场时沿x轴前进L=R+2R=3R，则粒子经偏转不能回到原点O，所以A错误，D正确。10.【解题指南】解答本题应把握以下三点：(1)金属棒先加速下滑、后减速下滑、最后静止不动。(2)棒先受滑动摩擦力、最后受静摩擦力作用。(3)根据摩擦力与棒重力的大小关系来判断。【解析】选C。当金属棒所受摩擦力Ff=μBIL=μBLktmg时，棒沿导轨向下加圆学子梦想铸金字品牌-11-速；当金属棒所受摩擦力Ff=μBIL=μBLktmg时，棒沿导轨向下减速；在棒停止运动之前，所受摩擦力为滑动摩擦力，大小为Ff=μBLkt；在棒停止运动之后，所受摩擦力为静摩擦力，大小为Ff=mg，故C正确。11.【解析】选C。滑块受重力、支持力、垂直于斜面向上的洛伦兹力和沿斜面向上的摩擦力四个力的作用。初始时刻洛伦兹力为0，滑块在重力和摩擦力的作用下沿斜面向下运动，随着速度v的增大，洛伦兹力qvB增大，滑块受到的弹力减小，引起摩擦力减小，当qvB=mgcosθ时，滑块开始离开斜面。综上所述，选项C正确。12.【解析】选D。重力和电场力的合力方向与速度方向的夹角可能大于90°，故合力可能做负功，A错误。由于电场力做功，故机械能要发生变化，B错误。重力和电场力方向互相垂直，其作用效果不可能抵消，C错误。微粒所受重力、电场力、洛伦兹力的合力可能为零，故D正确。【总结提升】复合场中粒子重力是否考虑的三种情况(1)对于微观粒子，如电子、质子、离子等，因为其重力一般情况下与电场力或磁场力相比太小，可以忽略；而对于一些实际物体，如带电小球、液滴、金属块等一般应当考虑其重力。(2)在题目中有明确说明是否要考虑重力的，这种情况按题目要求处理即可。(3)不能直接判断是否要考虑重力的，在进行受力分析与运动分析时，要结合运动状态，确定是否要考虑重力。13.【解析】斜面对导线的支持力为零时导线的受力如图所示。圆学子梦想铸金字品牌-12-由平衡条件得FTcos37°=F①(2分)FTsin37°=mg②(2分)由①②解得：