2022届第九单元磁场训练卷B卷教师版.docx

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1、2022届高三一轮单元训练卷第九单元磁场（B）本卷须知：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。K-一、（此题共13小题，每题4分，共52分。在每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

2、4分，选对 但不全的得2分，有选错的得。分）1 .某同学在学完地磁场和洛伦兹力的知识后，想到了这样一个问题：假设把地磁 场简化为一根通有恒定电流螺线管形成的磁场，有一带电粒子从外太空以一定的速度进 入地磁场，假设仅考虑洛伦兹力，那么带电粒子可能做匀速圆周运动的位置在（）中 生 那 羽A.南极附近B.北极附近C.赤道附近D.某一经线【答案】C【解析】由题可知，带电粒子要做匀速圆周运动，那么在圆周上各点的磁感应强度 必须是一个定值，结合地磁场的分布图可知只有在与赤道共面、同心的圆周上各点的磁 感应强度相同。2 .磁场中某区域的磁感线如下列图，以下说法中正确的选项是（）A. “、。两处的磁感应强度大

3、小小儿B. a、两处的磁感应强度大小&C. 一通电直导线分别放在、两处，所受的安培力大小一定有aV凡D. 一电荷分别静止在a、b两处均受洛伦兹力,且大小一定有了，可【答案】A【解析】由磁感线的疏密可知，BaVBb,故A正确，B错误；由于未说明导线方向 与磁场方向的关系，故安培力大小无法判断；静止的电荷在磁场中不受洛伦兹力，故 CD错误。3.如下列图，在yOz平面的环形金属线圈以坐标系原点0为中心，xQv平而为水 平面，地球磁场指向+），方向。位于原点0处的小磁针，可绕z轴在xOy平面内自由 转动，环形线圈中的电流为16A时，磁针与+x轴的夹角为37。环形电流环心处的磁 感应强度与环形电流强度成

4、正比，那么为使磁针与+x轴的夹角变为53。，sin370=0.6, cos 370=0.8,环形线圈中的电流应该调整为（）A. 3 A B. 9 A C. 12 A D. 16 A【答案】BR O / O【解析】根据题意可知氏co【37。，32 =段8153。，解得$=看，即，=已，/2=9Ao4.如下列图，E、F、G、M、N是在纸面内圆上的五个点，其中EG、MN的连线 均过圆心。点，EFLMN,在M、N两点处垂直于纸面放置两根相互平行的长直细导线， 两根导线中分别通有大小相等的电流，通电直导线形成的磁场在空间某点处的磁感应强 度大小8=，攵为常量，为该点到导线的距离，/为导线中的电流强度。那

5、么以下说 法中正确的选项是（）A.假设两根导线中电流同向，那么O点磁感应强度不为零B.假设两根导线中电流同向，那么E、/两点磁感应强度相同C.假设两根导线中电流反向，那么E、G两点磁感应强度相同D.无论两根导线中电流同向还是反向，E、”、G三点的磁感应强度大小不相等【答案】C【解析】假设两根导线中电流均向内，由安培定那么可知，它们在。点磁感应强度 恰好等大、反向，故。点合磁感应强度为零，同理可知，E,尸两点磁感应强度如图甲 所示，故E、尸两点的合磁感应强度大小相等，方向不同，故AB错误：设M中电流向内、N中电流向外，分别在E、G的磁感应强度如图乙所示，可知、 G两点的合磁感应强度相等，故C正确

6、；假设M、N中电流均向内，分别在&G的磁 感应强度如图丙所示，可知E、G两点的合磁感应强度大小相等，方向不同，以此类推, 可知无论两根导线中电流同向还是反向，、F、G三点的磁感应强度大小都相等，故D 错误。5.有一边长为/的正三角形线框。机悬挂在弹簧测力计下面，线框中通有“枇方 向的恒定电流/，直线MN是匀强磁场的边界线，磁场方向垂直于。从所在平面向里。 平衡时，弹簧测力计的读数为人假设将线圈上提，让线圈上局部露出磁场，其他条件 都不改变，再次平衡时，磁场边界线MN刚好过ab和火边的中点，这种情况下，弹簧 测力计的读数为3凡那么匀强磁场的磁感应强度大小为（）A. B./ C.北 D.”/11/

7、7【答案】D【解析】线圈全部在磁场中时，受到安培力作用的有效长度为零，=，*，直线MN刚好过面和雨边的中点时，导线框受到安培力的有效长度为,，受到竖目向下的 2安培力，大小为.二川,：对导线框，由平衡条件得3 = 依+ “/，联立解得“=竺， 安 22IID正确。6 .质量为/、带电荷量为g的小物块，从倾角为。的光滑绝缘固定斜面上由静止 下滑，整个斜面置于方向水平向里的匀强磁场中，磁感应强度为8,如下列图。假设带 电小物块下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，以下说法中正确的选项是（）A.小物块一定带正电荷B.小物块在斜面上运动时做匀加速直线运动C.小物块在斜面上运动时做加速度增大的变加速直线运

8、动D.小物块在斜面上下滑过程中，当小物块对斜面的作用力为零时的速率为邕【答案】B【解析】带电小物块下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，知洛伦兹力的方向垂 直于斜面向上，根据左手定那么知，小物块带负电，故A错误：小物块沿斜面运动的过 程中受重力、斜面的支持力、洛伦兹力，合外力沿斜面向下，大小为吆sin”,根据牛 顿第二定律知a=gsin仇小物块在离开斜面前做匀加速直线运动，故B正确，C错误； 当物块对斜面的作用力为零时，在垂直于斜面方向上的合力为零，有mgcosgqvB,解 得尸叫舒，故D错误。7 .如卜列图为一种获得高能粒子的装置，环形区域内存在垂直纸面向外、磁感应 强度大小可调的均匀磁场（环

9、形区域的宽度非常小）质量为、电荷量为+夕的粒子可在 环中做半径为R的圆周运动。M、N为两块中心开有小孔的距离很近的极板，原来电势 均为零，每当带电粒子经过M板准备进入MN之间时，M板电势升高为+ U, N板电势仍保持为零，粒子在两板间的电场中得到加速。每当粒子离开N板时，M板电势乂降为 零。粒了在电场中次次加速下动能不断增大，而在环形磁场中绕行半径R不变。设极 板间距远小于R,以下说法正确的选项是（）A.粒子从M板小孔处由静止开始在电场力作用下加速，绕行圈后回到M板时 获得的总动能为InqU8 .粒子在绕行的整个过程中，每一圈的运动时间不变C.为使粒子始终保持在半径为R的圆轨道上运动，磁场的磁

10、感应强度大小必须周 期性递减D.粒子从M板小孔处由静止开始在电场力作用下加速，绕行第圈时的磁感应强度为一 列q【答案】D【解析】带电粒子每一次经过电场获得的动能为经过圈后获得的动能 为EnqU , A错误；由如8 =二可得8 =，要使半径不变，速度-增加时磁感应 RqR强度8也要增加，那么根据7 =当可知，带电粒子的运动周期逐渐减小，BC错误：由 qBEk = nqU =i/：v2,可得4 =、加划,d正确。9 .如下列图，圆形虚线框内有一垂直纸面向里的匀强磁场，Oa、Ob、Oc、Od是 以不同速率对准圆心入射的止电了或负电了的运动径迹，a、b、d三个出射点和圆心的 连线分别与竖直方向成90。

11、、60。、45。的夹角，那么以卜判断正确的选项是（ ）A.沿径迹Oc运动的粒子在磁场中运动时间最短B.沿径迹Oc、Od运动的粒子均为正电子c.沿径迹O”、08运动的粒子速率比值为坐D.沿径迹Ob、04运动的时间之比为9 ： 8【答案】C【解析】由于正电子和负电子的电量和质量，均相等，粒子在磁场中做匀速圆周 运动，那么有/，8=*，7=羿，解得了=鬻，可知四种粒子的周期相等，而沿径迹 0c运动的粒子偏转角最大，圆心角也最大，设偏转角为由，=就7,可知沿径迹Oc 运动的粒子在磁场中运动时间最长，A错误：由左手定那么可判断沿径迹Oc,。4运动 的粒子均带负电，B项错误：设圆形磁场半径为，根据几何关系

12、可得沿径迹。，0b运动的粒子轨道半径分别为I，% =瓜 根据如可得、=Z =电，C正确： 匕43由前述分析可知，运动时间之比为偏转角之比所以生=条=空=：，D错误。10 全球性“超导热”的兴起，使超导电磁船的制造成为可能。如图是电磁船的简化 原理图，MN和8是与电源相连的两个电极，MN与CQ之间局部区域有垂直纸面向内 的匀强磁场（磁场由超导线圈产生，其独立电路局部未画出），两电极之间的海水会受 到安培力的作用，船体就在海水的反作用力推动卜.向前驶动，以卜.说法正确的选项是 （）A.要使船前进，图中MN导体棒应接直流电源的正极B.改变电极的正负或磁场方向，可控制船前进或后退C.增大电极间的电流，

13、可增大船航行的速度D.增大匀强磁场的磁感应强度，可减小船体的推动力【答案】BC【解析】当MN接直流电源的正极时，海水中电流方向由MN指向CD,根据左手 定那么，海水受到的安培力指向船头方向，根据牛顿第三定律可知，船体受到海水指向 船尾方向的作用力，故使船体向后运动，A错误；改变电极的正负或磁场方向，可改变 安培力的方向，可控制船前进或后退，B正确：增大电极间的电流，根据安培力公式， 增大了安培力（动力），由牛顿第二定律可知增大了船航行的加速度，使船航行的速度 增大，C正确；增大匀强磁场的磁感应强度，由安培力公式尸=8可知，可增大船体 的推动力，D错误。11 .如下列图，两块金属板上下水平放置，

14、相距为4,在两金属板之间连接一电压 为U的恒压源。两金屈板之间的右侧区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。将喷嘴固 定在两块金属板中线的左侧，从喷嘴水平向右喷出质量为?、速度为I，的带电墨滴，墨 滴在电场区域恰好做直线运动，并垂直磁场左边界进入电场和磁场的共存区域，最终垂 直打在下板上，重力加速度大小为g。由此可知（）A.墨滴可能带正电B.墨滴带电荷量为曙C.墨滴进入电场和磁场的共存区域后的运动轨迹可能是抛物线的一局部D.右侧磁场区域的磁感应强度为D.右侧磁场区域的磁感应强度为2Uv否【答案】BD【解析】根据题述，墨滴在电场区域恰好能够做直线运动，所受电场力与重力平衡, 所受电场力竖直向上，墨滴

15、带负电，A错误：由三=”氓,解得夕=幽，B正确：墨 滴垂直磁场左边界进入电场和磁场的共存区域，重力和电场力平衡，在洛伦兹力作用下 做匀速I员I周运动，即墨滴进入电场和磁场共存区域后运动轨迹一定是圆弧，C错误；由 qvB = m-f其中/e = &,联立解得8 =半，D正确。R2交12 .如下列图，直线PQ与水平面方向成45。角，PQ的右上方存在垂直纸而向外的 匀强磁场，左下方存在垂直纸面向里的匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小均为8。一 粒子源位于尸。上的点，能水平向右发射不同速率的质量为/、电荷量为q(q0)的粒 子(重力不计)，假设所有粒子均能通过尸。上的b点，加=以那么粒子的速度可能是()

16、A6耐口及BqL6m5 m0BqL及 BqLv.- U.4/w2m【答案】ACD【解析】由题意可知粒子可能的运动轨迹如下列图，所有圆弧的圆心角均为90。，所以粒子运动的半径/=也(=1, 2, 3,)，由洛伦兹力提供向心力得饮火=, 2 nr那么丫 =皿=立%！(=, 2, 3,)，所以ACD正确，B错误。 m 2m n13 .在半导体离子注入工艺中，初速度可忽略的磷离子P+和P,经电压为U的电 场加速后，垂直进入磁感应强度大小为3,方向垂白.纸面向里、有一定宽度的匀强磁 场区域，如下列图。离子P在磁场中转过=30。后从磁场右边界射出。在电场和磁场 中运动时，离子P，和P“()A.离开电场区域

17、时的动能之比为1 : 3B.在磁场中运动的半径之比为小：1C.在磁场中转过的角度之比为1 ： 2D.在电场中的加速度之比为1 ： 1【答案】ABC【解析】两个离子的质量相同，其带电量是1：3的关系，所以由组，可知其 在电场中的加速度是1 ： 3,故D错：要想知道半径必须先知道进入磁场的速度，而速度的决定因素是加速电场，由动能定理有qU=：/i，2,所以在离开电场时其速度表达式为-可知其速度之比为1 ：小，又）所以其半径之比为4：1,故B正确；由3的分析知道，离子在磁场中运动的半径之比为小：I,设磁场宽度为L,离子通过磁场转过的角度等于其圆心角，所以有sin6 =人，那么可知角度的正弦值之比为R

18、1：小，又P，的角度为30。，可知P”角度为60。，故C正确：由电场加速后可知，两离子离开电场的动能之比为1 ： 3,故A正确。14 .空间存在平面直角坐标系在x0区域内有垂直平面向外的匀强磁场，在第二象限内有矩形OAC。，OA=0, OD =2鼠一个质量为如 电量为g的带正电粒子（不计重力）从A点沿），轴正方向以某速度 射入第二象限，经，。时间后由。点进入磁场，又经一段时间射出磁场又回到A点。现 只改变粒子自A点出射速度大小至I，粒子经过一段时间运动可经过C点，那么（）A.匀强电场的场强大小为宜磔B,匀强磁场的磁感应强度大小为产3%C.能使粒子以最短时间从A点运动至。点的初速度v= 7*0D

19、.能使粒子以最短时间从4点运动至。点的初速度v=%【答案】AD【解析】设粒子的初速度为血，从A点进入电场以后做类平抛运动，可得L处=圆,芯=坐，A正确：粒子运动轨迹如下列图，根据几何关系可得0=60。, 2m=箝，=2%=也，由r =把得8 =叵，B错误；因为不改变电场，所以粒子第一次V3%qB qln运动到轴的时间不变，设粒子第一次到达y轴的坐标为（0,），），速度为0，方向与y轴夹角为仇x方向的速度为，那么Wo=y, vicos 0=v,也sin8=复星，粒子进入磁场做匀速圆周运动的半径=雪=半，所以粒子第二次到达），轴的坐标为（0,.y-2rsin），代入数据得厂2rsin 0=vn/4

20、，那么第一次和第二次到达），轴的点的间距为 2in 0=4h,与初速度无关，所以根据对称性可知，第一次到达），轴的坐标为（0, 3/7）, 第二次到达y轴的坐标为（0, 一4），所以能使粒子以最短时间从A点运动至C点的初速 度-=迎，c错误，D正确。%二、（此题共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）15 . （10分）如下列图，为某研究性学习小组设计的一只电流表的原理图如下列图。 在质量为,、长度为Li的匀质细金属棒MN的中点处通过一绝缘挂钩与一竖

21、直悬挂的弹 簧相连，弹簧的劲度系数为h在矩形区域必必内有匀强磁场，磁感应强度大小为3, 方向垂直纸面向外。与的右端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，ah=cd=Lio当MN中没有电流通过且处于平衡状态时，MN与矩形区域 的边重合，且指针指到刻度尺的0刻度位置，重力加速度为（1）假设要使该电流表能正常工作，那么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）假设弹簧在弹性限度内的最大伸长量为Xm,那么该电流表的最大量程为多少？ 【解析】（I）由左手定那么得，电流必须从金属棒是M端流入。（2分）（2）指针指在。刻度处时，有火=。（1

22、分）指针指在a处时，有mg+BILi=（xu+.r） （1分）Icy联立解得：/ = o （2分）dL2（3）弹簧伸长量最大时，有火+ WmL = Hm （2分）得： 生。（2分）BL16 . （10分）如下列图，太极图由“阴鱼”和阳鱼”构成，其边界是以O点为圆心、 R为半径的圆，内部由以。点和。2点为圆心、等半径的两个半圆分割成上卜.两局部， 其中上局部为“阳鱼”，下局部为“阴鱼”。、彷、。三点共线，儿。两点分别在半 圆Oi与Q的圆周上旦夕=60。，CQ_LOiQ。“阳鱼”内有方向垂直纸面向里的匀强磁 场，“阳鱼”与阴鱼”的边界上无磁场。一质量为办 电荷量为夕的带正电粒子P（不计 粒子所受重

23、力）从。点以大小为vo的速度沿002方向射入“阳鱼”，并从A点沿AOi方 向进入“阴鱼”。求“阳鱼”内磁场的磁感应强度大小8；（2）假设同种粒子。从C点沿CQ方向射入“阳鱼”，要使粒子。不会进入“阴鱼”， 求粒子Q从C点射入“阳鱼”时的速度大小应满足的条件。【解析】粒子P在“阳鱼”内做圆周运动的轨迹如图甲所示，根据几何关系，轨 迹圆的半径 tan （2 分）22又4%8 = ?生（2分） q解得8 =也殳。（2分）qR（2）设粒子Q以大小为ri的速度从。点沿。2方向射入“阳鱼”时，其轨迹恰好与2圆0相切，如图乙所示。根据几何关系，轨迹圆的半径为R,又，八* 二*（2分） A解得 i=2，o粒子

24、。从C点射入“阳鱼”时的速度大小应满足的条件为v2/3v0 （2分）17 . （12分）如图，某圆形薄片置于短），水平面上，圆心位于坐标原点O, xO.v平 面上方存在大小为E、沿z轴负向的匀强电场，以该圆形绝缘材料为底的圆柱体区域内 存在大小为3、沿z轴正向的匀强磁场，圆柱体区域外无磁场。现可从原点。向，平 面上方的各方向发射电荷量为外质量为卜速度大小为v的带正电荷的粒子。粒子重 力忽略不计，不考虑粒子间的相互作用，不计碰撞时间。（1）假设粒子每次与材料外表的碰撞为弹性碰撞，且从原点。发出的所有粒子都被 该电场和磁场束缚在上述圆柱体内，那么此圆形薄片的半径至少为多大？（2）假设某粒子每次与材

25、料外表的碰撞点都在坐标原点0,那么此粒子的发射方向与 z轴正方向夹角的三角函数值须满足什么条件？【解析】速度与z轴正方向夹90。角，即贴着10）,平面方向的粒子最易脱离磁场 束缚，此粒子运动半径设为上那么有V2q B=nr （2 分）解得/?=解得/?=mv不圆形薄片的半径至少为/（2分） Bq（2）设速度v与z轴正方向的夹角为a,那么其在z轴正方向的分量为匕=】，cosaz轴分运动的加速为”=变m以、_卜2v_ 2w/vcosa 八、经过，=一 =（2分）a qE粒子在平行xQy平面内的分运动为匀速圆周运动，周期丁=鬻（2分）假设要碰撞点在坐标原点0,必须有/ = 丁（ = 1,2,3-）（

26、2分）“7T Hv联立得cosa =（ = 1,2,3,，n 0的空间有 沿水平方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为屏 在竖直线PQ与），轴之 间还有沿x轴负方向的匀强电场，场强大小为E. 一个带正电的小球从A点水平抛出后, 恰好从O点进入复合场中，并沿着OP方向做直线运动，OP与龙轴正方向之间的夹角 a =30%带电小球进入竖直线尸。右侧区域后能在竖直平面内做匀速圆周运动，需要加 一个匀强电场，假设带电小球做圆周运动时要通过x轴上的N点，且地表 附近重力加速为g。求：（1）小球从4点抛出时的初速度：（2）在竖直线PQ右侧所加电场的场强大小和方向；（3）小球从A点运动到N点所用的时间

27、。【解析】（1）小球在OP方向做直线运动，由于在受洛伦兹力、电场力和重力的作用， 可以得出小球的速度大小不变，否那么不能做直线运动，设小球在OP段的速度为w, 那么由平衡条件得联立解得（2分）Bsina小球从A点到O点做平抛运动，可得小球从A点抛出时的初速度为 =片cos a联立解得% =隼。（2分） D（2）要使小球在，。右侧区域后能在竖直平面内做匀速圆周运动，那么小球的合力为 洛伦兹力，那么电场力需和重力平衡，因为小球带正电，所以电场方向向上，设电场的 大小为E，可得Eq = mg （2 分）与 q%B8sa = tng联立解得E = 6E。（2分）（3）小球从A点抛出运动到0点，设运动时

28、间为加速度a = g小球在O点竖直方向的速度为匕.=V, sin 300又Vy U网F解得 =3（2分）Bg在QP右侧做圆周运动轨迹如下列图，设小球从P点运动到N点的时间为小球 做圆周运动的周期为7=鬻由 q Bcos a = mg ,Bsin a = Eq可知生=呈 q g所以丁 =迈匹gB由几何关系可得，小球从P点运动到N点的圆心角为120。，那么八=4 =丝它（2 3 3gB分）小球做圆周运动的半径R =空qB又片;上-Bsina由几何关系得。?=石火设小球在OP段运动的时间为，那么八=匕 v.3F解得|?=空（2分）一 gB江西多宝格教育咨询旗下网站：好教育/ hjy 郑重发F小球从八

29、点运动到N点所用的时间，=乙+，,=（4+o （2分）gB表如下:一、本网站的原创内容，由本公司依照运营规划，安排专项经费，组 织学科专业老师创作，经由好教育团队严格审核通校，按设计版式统一精 细排版，并进行版权登记，本公司拥有著作权；二、本网站刊登的课件、教案、学案、试卷等内容，经著作权人授权, 本公司享有独家信息网络传播权：三、任何个人、企事业单位含教育网站或者其他组织，未经本公 司许可，不得以复制、发行、表演、播送、信息网络传播、改编、汇编、 翻译等任何方式使用本网站任何作品及作品的组成局部；四、一旦发现侵犯本网站作品著作权的行为，欢迎予以举报举报 ： 0791 -83857059，举报内容对查实侵权行为确有帮助的，一经确认，将给 予奖励；五、我们将联合全国各地文化执法机关和相关司法机构，并结合广阔 用户和网友的举报，严肃清理侵权盗版行为，依法追究侵权者的民事、行 政和刑事责任!特此江西多宝格教育咨询