2025届高考物理一轮复习专项练习单元质检十磁场

这是一份2025届高考物理一轮复习专项练习单元质检十磁场，共10页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题(本题共5小题,每小题6分,共30分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1.两个回路中的电流大小均为I,方向如图所示。圆弧导线中的电流在圆心产生的磁感应强度与其半径成反比,直线电流在其延长线上的磁感应强度为零。则关于图中a、b两点的磁感应强度Ba、Bb的大小关系和方向的判断正确的是( )
A.Ba>Bb,a点磁感强度的方向垂直纸面向里
B.Bar2,如果,则不能确定v1和v2的关系,A错误;若v1=v2,因r1>r2,则,选项B正确;带电粒子在洛伦兹力的作用下做圆周运动,T=,t=,若,则t1>t2,选项C错误;若t1=t2,则,选项D错误。
6.BD 劣弧弦长越短圆心角越小,时间就越短,由此可知最短弦长为板间距离d,根据Bqv=m得r=,代入数据得半径为10cm,作图知偏转角等于圆心角为60°,由周期公式T=,代入数据得T=2π×10-7s,经历时间为t=×10-7s,故A、C错误,B、D正确。
7.BD 根据带电粒子在磁场中运动半径r=,得粒子在第一个磁场中运动的半径为r1=L,以a为圆心画出轨迹图可知粒子垂直对角线ac进入第二个磁场,可知在第二个磁场中的轨迹圆心肯定在直线ac上,由题目知道粒子垂直于cd边射出,所以圆心肯定在dc边上,所以圆心一定在c点,由几何关系可知,运动半径r2=(-1)L,联立得-1,选项A错误、B正确;粒子在两个磁场中运动的圆心角之比为1∶1,根据T=,得运动时间t=T=,运动时间之比+1,选项C错误、D正确。
8.ACD 粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得qv0B=m,且v0=,解得r=L,A正确;若粒子刚好从D点射出,由几何关系可知,弦长为L,设此时的弦切角为α,则有L=2Lsinα,得α=30°,即此时粒子刚好沿OC方向进入磁场,由旋转法可知,θ=45°的粒子不可能从CD段射出,B错误;当θ=0时飞入的粒子恰好从AC中点飞出,因此在AC边界上最多有一半区域有粒子射出,C正确;设从AO段射出的粒子的弦切角为β,则运动时间为t=,随着θ角的增大,弦切角β减小,则运动时间减小,D正确。
9.答案(1) (2) (3)
解析(1)离子在加速电场中加速,根据动能定理,有:qU=mv2
离子在辐向电场中做匀速圆周运动,电场力提供向心力,根据牛顿第二定律,有:qE0=m
联立解得:R=
(2)离子做类平抛运动:=vt,PN=at2
由牛顿第二定律得:qE=ma
联立解得:E=
(3)离子在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律,有:Bqv=m
根据题意作出离子运动径迹如图:
由几何关系知:r=
联立解得:B=
10.答案(1) (2) (3)
解析(1)设离子垂直打到荧光屏上的M点时,沿y轴方向的分速度大小为vy,在电场中运动的加速度为a1,则:tan60°=,Eq=ma1,vy=a1t1
解得:t1=。
(2)设离子在磁场中做圆周运动的半径为r,由几何关系可知:rsin60°=v0t1
则:r=
由向心力公式得:Bqv0=m
代入得:B=。
(3)临界状态:离子恰好能打到荧光屏上,即轨迹与ON相切,设此时圆周运动半径为r0,由几何关系可知:r0+=y
由向心力公式得:Bqv=m,其中v=ky
解得:k=
为使离子能打到荧光屏上,应满足r≥r0,则k≥
上述临界状态下,离子在磁场中运动时间有最大值tm=T
且T=
代入得:tm=
11.答案(1)1.0×104 m/s 7.85×10-5 s (2) (3)0.072 m
解析(1)由题意可知,沿y轴正方向射入的粒子运动轨迹如图甲所示,粒子运动轨迹的半径为R=r
甲
根据qv0B=m,解得v0==1.0×104m/s
粒子运动的周期T=
粒子在磁场中的运动时间
t0==7.85×10-5s
(2)沿任一方向射入磁场的粒子,其运动轨迹都是半径为r的圆,圆心位置在以O点为圆心的半圆上,如图乙所示。
乙
O、P以及两圆的圆心O1、O4组成菱形,故PO4和y轴平行,所以从P点出射的粒子的速度v和x轴平行,即所有粒子平行向右出射,故恰能从M端和N端射入平行板间的粒子的运动轨迹如图丙所示。
丙
因为M、N板间距d=0.5m,与r相等,故∠N1O1O2=30°,∠N1OO1=30°,从边界N1出射的粒子,从O点射入磁场的方向与x轴负向夹角为60°;
同理,从边界M1出射的粒子,从O点射入磁场的方向与x轴正向夹角为60°。在y轴正方向夹角左右都为30°的范围内的粒子都能射入平行板间,故从M、N板左端射入平行板间的粒子数与从O点射入磁场的粒子数之比为。
(3)根据题图可知,粒子进入平行板间后沿y轴方向的加速度大小为
a==1×108×m/s2=4.5×107m/s2
粒子通过平行板需要的时间为
t=s=6×10-5s
即粒子通过平行板需要的时间等于电场变化的周期T0,则当粒子由t=nT0时刻进入平行板间时,向下侧移最大,有y1=2+a-2=0.063m,
当粒子由t=nT0+时刻进入平行板间时,向上侧移最大,有
y2=2+a-2=0.009m,
因为y1、y2都小于=0.25m,故所有射入平行板间的粒子都能从平行板间射出打到荧光屏上,荧光屏上亮线的长度l=y1+y2=0.072m。