1、状元源 http:/ 免注册、免费提供中学高考复习各科试卷下载及高中学业水平测试各科资源下载 状元源打造最全的免费高考复习、学业水平考试复习资料，更 多资料请到状元源下载。 高三上学期物理单元检测（ 9） 原人教版 命题范围 磁 场 本试卷分第卷（选择题）和第卷（非选择题）两部分。共 100 分考试用时 90 分钟 第卷 （选择题共 40 分） 一、本题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确全部选对的得 4 分，选不全的得 2 分，有选错或不答的得 0 分 1关于电场和磁场的概念，以下说法中正确的是 （ ） A电荷
2、放入电场中某区域内的任意位置受到的电场力相同，该区域内的电场 不一定是匀强电场 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电荷在磁场中某位置受到的磁场力为零，则该位置的磁感应强度一定为零 D一小段通电导体在磁场中某位置受到的磁场力为零，则该位置的磁感应强度一定为零 2 电视显像管上的图像是电子束打在荧光屏的荧光点上产生的。为了获得清晰的图像 ， 电子束应该准确地打在相应的荧光点上。电子束飞行过程中受到地磁场的作用，会发生我们所不希望的偏转。关于从电子枪射出后自西向东飞向荧光屏的过程中电子由于受到地磁场的作用的运动情况（重力不计 ）正确的是 （ ） A电子受到一
3、个与速度方向垂直的恒力 B电子在竖直平面内做匀变速曲线运动 C电子向荧光屏运动的过程中速率不发生改变 D电子在竖直平面内的运动轨迹是圆周 3关于回旋加速器加速带电粒子所获的能量 （ ） A与加速器的半径有关 , 半径越大 , 能量越大 B与加速器的磁场有关 , 磁场越强 , C与加速器的电场有关 , 电场越强 , 能量越大 D与带电粒子的质量和电量均有关 , 质量和电量越大 , 能量越大 4两带电油滴在竖直向上的匀强电场 E 和垂直纸面向里的匀强磁 场 B正交的空间做竖直平面内的匀速圆周运动 ,如图所示则两 油滴一定相同的是 （ ） 带电性质 运动周期 运动半径 运动速率 A B 状元源 ht
4、tp:/ 免注册、免费提供中学高考复习各科试卷下载及高中学业水平测试各科资源下载 状元源打造最全的免费高考复习、学业水平考试复习资料，更 多资料请到状元源下载。 C A B v0 C D 5 K-介子衰变的方程为 ，其中 K-介子和 -介 子带负的基元电荷， 0 介子不带电。一个 K-介子沿垂直于磁 场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧 AP，衰变后产生的 -介子的轨迹为圆弧 PB，两轨迹在 P 点相切，它们的半径 RK-与 R -之比为 2 1。 0 介子的轨迹未画出。由此可知 -介子的动量大小与 0 介子的动量大小之比为 （ ） A 1 1 B 1 2 C 1 3 D 1 6 6 如图所示
5、，质量为 m 的回形针系在细线下端 被磁铁 吸引保持静止，此时细绳与竖直方向的夹角为 ， 则下列说法中正确的是 （ ） A回形针静止时受到的磁体对它的磁力大小为 B回形针静止时受到的细线的拉力大小为 C现用点燃的火柴对回形针加热，过一会儿发现回形针不被磁铁吸引了。原因是回形针加热后，分子电流排列无序了 D现用点燃的火柴对回形针加热，过一会儿发现回形针不被磁铁吸引了。原因是回形针加热后，分子电流消失了 7如图所示 ,两个半径相同的半圆形轨道分别竖直放在匀强电场和匀强磁场中 ,轨道两端 在同一高度上 ,轨道是光滑的 ,两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止释放 , M、 N 为轨道的最低
6、点 ,则 （ ） A两小球到达轨道最低点的速度 Mv Nv B两小球到达轨道最低点时对轨道 的压力 NM NN C小球第一次到达 M 点的时间大于 小球第一次到达 N 点的时间 D在磁场中小球能到达轨道的另一端 ,在电场中小球不能到达轨道的另一端 8 如图所示，边长为 L 的等边三角形 ABC 为两有界匀强磁场的 理想边界，三角形内的磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为 B，三角形外的磁场 （足够大） 方向垂直纸面向里，磁感应强度大小也为 B。把粒子源放在顶点 A 处，它将沿 A 的角平分线发射质量为 m、电荷量为 q、初速度为 v0 的带电粒子（粒子重力不计）。若从 A射出的粒子 带负电，
7、 mqBLv 0，第一次到达 C 点所用 时间为 t1 带负电， mqBLv 20 ，第一次到达 C 点所用 时间为 t2 K- - A B P 0K tanmgcosmg状元源 http:/ 免注册、免费提供中学高考复习各科试卷下载及高中学业水平测试各科资源下载 状元源打造最全的免费高考复习、学业水平考试复习资料，更 多资料请到状元源下载。 y x P Q R 带正电， mqBLv 0，第一次到达 C 点所用 时间为 t3 带正电， mqBLv 20 ，第一次到达 C 点所用时间为 t4 则下列判断正确的是 （ ） A t1= t3 t2= t4 B t1 t2 t4 t3 C t1 t2
8、t3 t4 D t1 t3 t2 t4 9如图所示，三根通电长直导线 P、 Q、 R 互相平行且通过正三角形的三个顶点，三条导线中通入的电 流大小相等、方向垂直纸面向里；通过直导线产生磁场的磁感应强度 B=kI/r，I 为通电导线的电流大小， r 为距通电导线的垂直距离， k 为常量；则通电导线 R 受到的磁场力的方向是（ ） A 垂直 R，指向 y 轴负方向 B垂直 R，指向 y 轴正方向 C垂直 R，指向 x 轴负方向 D垂直 R，指向 x 轴正方向 10如图所示，两虚线之间的空间内存在着正交或平行的匀强电场 E 和匀强磁场 B，有一个带正电小球（电量为 +q，质量为 m）从正交或平行的电
9、磁混合场上方的某一高度自由落下，那么，带电小球不可能沿直线通过下列的哪个电磁混 合场 （ ） 第卷 （非选择题 共 60 分） 二、本题共 2 小题，共 12 分把答案填在题中的横线上或按题目要求作答 11 （ 6 分） 阴极射线管的下方有一根固定的导线 AB,如图 14 8 所示 ,当导线中通以图示方向的电流时 ,阴极射线管中的电子流将向 _偏转 12（ 6 分） 一种测量血管中血流速度仪器的原理如图所示 ,在动脉血管左右两侧加有匀强磁场 ,上下两侧安装电极并连接电压表 ,设血管直径是 2 0mm,磁场的磁感应强度 为 0 080T,B E B +q m B E A +q m B E C +
10、q m B E D +q m 状元源 http:/ 免注册、免费提供中学高考复习各科试卷下载及高中学业水平测试各科资源下载 状元源打造最全的免费高考复习、学业水平考试复习资料，更 多资料请到状元源下载。 B1 B2 A C M N O O D 电压表测出的电压为 0 10mV, 则血流速度大小为 _m/s (取两位有效数字 ) 三、本题共 4 小题，满分 48 分解答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。 13（ 10 分） 如下图所示，在 O-xyz 坐标系所在的空间中，可能存在匀强电场或匀强磁场，也可能两者都存在或都
11、不存在但如果两者都存在，已知磁场平行于 xy 平面现有一质量为 m 带正电为 q 的点电荷沿 z 轴正方向射入此空间中，发现它做速 度为 v0的匀速直线运动若不计重力，试写出电场和磁场的分布有哪几种可能性要求对每一种可能性，都要说出其中电场强度、磁感应强度的方向和大小，以及它们之间可能存在的关系不要求推导或说明理由 14（ 12 分） 质谱仪是一种能够把具有不同荷质比的带电粒子分离开来的仪器，它的工作原理如图所示 。 其中 A 部分为粒子速度选择器， C 部分是偏转分离器如果速度选择器的两极板间匀强电场的电场强度为 E，匀强磁场的磁感强度为 B1。 偏转分离器区域匀强磁场的磁感强度为 B2，某
12、种带电粒子由 O 点沿直线穿过速度选择器区域后进入偏转分离器 。 求： 粒子由孔 O 进入偏转分离器时的速度为多大？ 粒子进入偏转分离器后在洛伦兹力作用下做圆周运动，在照相底片 MN 上的 D 点形成感光条纹，测得 D 点到 O 点的距离为 d，则该种带电粒子的荷质比 q/m 为多大？ 15（ 12 分） 图是回旋加速器示意图 , 在 D 形盒上半面圆心 O 处有一正离子源 ,试问 : 该离状元源 http:/ 免注册、免费提供中学高考复习各科试卷下载及高中学业水平测试各科资源下载 状元源打造最全的免费高考复习、学业水平考试复习资料，更 多资料请到状元源下载。 子源发射的离子 , 在下半面盒中
13、第 k 个和第 k+1 个两相邻轨道半径之比为多大？ 16 （ 14 分）汤姆生在测定阴极射线比荷时，采用的方法是利用电场、磁场偏转法即测出阴极射线在匀强电场或匀强磁场中穿过一定距离时的偏角设匀强电场的电场强度为E，阴极射线垂直电场射入，穿过水平距离 L 后的运动偏角为 （ 较小， tan ）如图（ 1）所示；以匀强磁场 B 代替电场，测出经过同样长的一段孤长 L 的运动偏角为 ，如图（ 2）所示，试用 E、 B、 L、 、 表示组成阴极射线粒子比荷 mq 的关系式（重力不计） 图（ 1） 图（ 2） 状元源 http:/ 免注册、免费提供中学高考复习各科试卷下载及高中学业水平测试各科资源下载
14、 状元源打造最全的免费高考复习、学业水平考试复习资料，更 多资料请到状元源下载。 参 参考答案（来源：状 元 源） 1答案： B 解析：此题考查电场和磁场的基本特点以及公式 F=BIL 的条件 2答案： CD 解析： 电子在飞行过程中受到地磁场洛仑兹力的作用，洛仑兹力是变力而且不做功，所以电子向荧光屏运动的速率不发生改变；又因为电子在自西向东飞向荧光屏的过程中所受的地磁场感应强度的水平分量可视为定值，故电子在竖直平面内所受洛伦兹力大小不变、方向始终与速度方向垂直，故电子在在竖直平面内的运动轨迹是圆周。 3答案 : AB 解析 : 对于各种不同的回旋加速器 , 粒子加速出场时的半径为 r= qB
15、mv, 半径越大 , 获得的速度也越大 , A对特定加速度器的半径 r是一定的 , B越大 , v越大 , 能量越大 , B对注意 C 选项中 , 加速电场越强 , 每次粒子获得速度大 , 半径也随之增大 , 出磁场前加速的次数相应减少了 , 粒子最终获得的能量还是一定的 , C 错根据上述讨论 , D 4答案 :A 解析 :考查带电粒子在复合场中的运动粒子要做匀速圆周运动 ,所受合力必然只提供向心力 ,因此竖直方向受到的重力与电场力平衡 ,电场力必向上 ,电荷为正电荷 ,正确据mg=qE 知 gEmq一定 ,粒子运动周期 T=2 qBm一定 , 正确 粒子运动半径 r=qBmv, v不一定相
16、同 ,r 也不一定相同 ,错 5答案 :C 解析：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式 r=mv/qB， K-介子和 -介子电荷量又相同，说明它们的动量大小之比是 2 1，方向相反。由动量守恒得 0 介子的动量大小是 -介子的三倍，方向与 -介子的速度方向相反。选 C。 6答案 :C 解析： 回形针静止时受到的磁体对它的磁力大小 和方向都不确定， 拉力大小 也不能确定 ，A、 B错误；对回形针加热，回形针磁性消失是因为分子电流排列无序了，所 以 C 项正确。 状元源 http:/ 免注册、免费提供中学高考复习各科试卷下载及高中学业水平测试各科资源下载 状元源打造最全的免费高考复习、学业
17、水平考试复习资料，更 多资料请到状元源下载。 7答案 :ABD 解析 :考查带电粒子在电场、磁场中运动 ,向心力、能量知识小球在磁场中只有重力做功 ,而在电场中重力和电场力均做功 ,且 W磁 =mgR W电 =mgR qER, 据动能定理知 EKM EKN, Mv Nv , A对由向心力公式 NM mg qvmB=m Rvm2, NN mg=m RvN2, 结合A可得 NM NN小球在运动中平均速 度 v M v N,应有 tM tN C 错据能量关系可判断 D 对 8答案 :B 解析 :考查 带电粒子在匀强磁场中的偏转 。 根据带电粒子在磁场中运动的半径公式： R mv0Bq 可知，当速度
18、v0 BqLm 时，半径为 L，当速度 v0 BqL2m 时，半径为 0 5L。如图所示，分别为四种情况下粒子运动的轨迹。显然 t1 16T，t2 13T， t3 T； t4 56T，故 B对。具体分析如下，对：粒子从 A点经过 60的圆心角的圆弧向右偏转运动到 C点，时间为 t1 16T，其中 T 为粒子在磁场中圆周运动的周期；对：粒子从 A点经过 60的圆心角的圆弧后进入三角形外面的磁场中，再经过 60的圆心角的圆弧到达 C 点，时间为 t2 13T；对：粒子从 A点经过 60的圆心角的圆弧向左偏转运动到 B 点，再从 B 点经过300的圆心角的圆弧到达 C 点，总时间为 t3 T；对：粒
19、子从 A 点经过 60的圆心角 的圆弧向左进入三角形外面的磁场中，再经过 60的圆心角的圆弧向右到达 B点，从 B点经过 60的圆心角的圆弧向上进入三角形内部的磁场中，最后经过 60的圆心角的圆弧向下运动到 C 点，总时间为 t4 23T。因此 B选项正确。 9答案 :A 解析：根据平行电流之间的相互作用，平行直导线电流方向相同时，导线间存在相互引力作用，根据对称性， P、 Q 分别与 R 之间的力大小相等，方向对称，再根据平行四边形定则，电流 R 受到的磁场力的方向，垂直 R，指向 y 轴负方向，因此答案 A正确。 10答案 :AB 解析：要使 带电小球沿直线通过电磁混合场，小球受到的合力必
20、须与运动方向在一条直线上， AB两项不能满足电场力、重力、洛伦兹力三力平衡，一定不能沿直线穿过混合场区域。 11答案 :上 12答案 :0 63 解析 :本题考查从实际模型中提取信息 ,建立物理模型的能力 ,霍耳效应应用在 2000 年和2001 年的高考理科综合卷中连续考查过血液作为电解液 ,流动过程中受洛伦兹力作用 ,C A B v0 状元源 http:/ 免注册、免费提供中学高考复习各科试卷下载及高中学业水平测试各科资源下载 状元源打造最全的免费高考复习、学业水平考试复习资料，更 多资料请到状元源下载。 在上下两极间建立电场 ,当流体受到的洛伦兹力与该电场的电场力平衡时 ,即 qvB=q
21、dU ,血液正常流动 ,由此可求出速度 v=0 63m/s本题还可从磁感应知识求解设上下表面的电压是由于导体 (电解液 )运动的切割磁感线产生的 ,则有 Bdv=U,得 v=BdU=0 63m/s 13解析： （ 1）磁场电场都不存在； （ 2）只有磁场，磁场的方向平行于 z 轴（正、负方向均可以），大小任意； （ 3）磁场、电场同时存在，方向均平行于 xy， 将磁场的方向顺时针（沿着 z 轴负方向看）转过 90即为电场的方向，它们的大小只要满足关系 E=v0B即可。 14解析： 粒子在 O 间做匀速直线运动，所以粒子受电场力和磁场力大小相等，方向相反，即 1qvB qE ，得粒子进入偏转分离
22、器时的速度为1Ev B 粒子进入偏转分离器的磁场后做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，即 2vqvB mR， 由此解出粒子运动的轨道半径为2mvR qB ，并由题意 Rd 2 ，联立解得122qEm dBB 15 解析 : 考查回旋加速器原理 粒子在下半盒中开始第一个半圆周的运动时 , 获得速度 v1,则 qU=21 mv21 ,运动半径 r1=21 22 qBmUmqUqBmqBmv , 同理可得在下半盒中第二周运动时速度 v2,这一速度是经 3 次加速得到的 , 3qU=21 mv22, r2=mqUqBmqBmv 62 , 第三半周 : r3=mqUqBm 10第 k 个半周 : rk=
23、m qUkqBm 2)12( 第 (k 1)个半周 rk+1=m qUkqBm 2)12( (k=1,2,3) 所以相邻两轨道半径之比为 12 121 kkrrkk(k=1, 2, 3) 状元源 http:/ 免注册、免费提供中学高考复习各科试卷下载及高中学业水平测试各科资源下载 状元源打造最全的免费高考复习、学业水平考试复习资料，更 多资料请到状元源下载。 16解析 :电子在匀强电场中，由于在水平方向不受任何外力的作用，电子在水平方向的分运动为匀速直线运动，则 L=v0t 电子在竖直方向受竖直向上的电场力作 用，在竖直方向的分运动为匀加速直线运动 穿过水平距离 L 后，电子的竖直分速度为 :vy=at 电子的加速度为 :a= meE 偏转角为 ，则 tan =0vvy 较小， tan 联立以上各式解得 mq = ELv20 电子在磁场中，在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，据洛伦兹力提供向心力，有 qv0B=m Rv20 据几何关系有： L=R 由、两式解得 v0=mqBL 由、消去 v0得 mq = LBE22
