高考物理一轮总复习 第八章 磁场章末检测卷.doc

第八章 磁场一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分在每小题给出的四个选项中，第15题只有一项符合题目要求，第68题有多项符合题目要求全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分)1(2017河北省重点中学调研)如图所示，匀强磁场的边界为平行四边形abdc，其中ac边与对角线bc垂直，一束电子以大小不同的速度沿bc从b点射入磁场，不计电子的重力和电子之间的相互作用，关于电子在磁场中运动的情况，下列说法中正确的是()a从ab边出射的电子的运动时间都相等b从ac边出射的电子的运动时间都相等c入射速度越大的电子，其运动时间越长d入射速度越大的电子，其运动轨迹越长解析：电子做圆周运动的周期t，保持不变，电子在磁场中运动时间为tt，轨迹对应的圆心角越大，运动时间越长电子沿bc方向入射，若从ab边射出时，根据几何知识可知在ab边射出的电子轨迹所对应的圆心角相等，在磁场中运动时间相等，与速度无关故选项a正确，选项c错误；从ac边射出的电子轨迹对应的圆心角不相等，且入射速度越大，其运动轨迹越短，在磁场中运动时间不相等故选项b、d错误答案：a2(2017烟台模拟)初速度为v0的电子，沿平行于通电长直导线的方向射出，直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图所示，则()a电子将向右偏转，速率不变b电子将向左偏转，速率改变c电子将向左偏转，速率不变d电子将向右偏转，速率改变解析：导线在电子附近产生的磁场方向垂直纸面向里，由左手定则知，电子受到的洛伦兹力方向向右，电子向右偏转，但由于洛伦兹力不做功，电子速率不变，a正确答案：a3(2016新乡模拟)如图所示的虚线区域内，充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场一带电粒子a(不计重力)以一定的初速度由左边界的o点射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区域右边界的o点(图中未标出)穿出若撤去该区域内的磁场而保留电场不变，另一个同样的粒子b(不计重力)仍以相同初速度由o点射入，从区域右边界穿出，则粒子b()a穿出位置一定在o点下方b穿出位置一定在o点上方c运动时，在电场中的电势能一定减小d在电场中运动时，动能一定减小解析：a粒子要在电场、磁场的复合场区内做直线运动，则该粒子一定沿水平方向做匀速直线运动，故对粒子a有bqveq，即只要满足ebv无论粒子带正电还是负电，粒子都可以沿直线穿出复合场区；当撤去磁场只保留电场时，粒子b由于电性不确定，故无法判断从o点的上方还是下方穿出，选项a、b错误；粒子b在穿过电场区的过程中必然受到电场力的作用而做类平抛运动，电场力做正功，其电势能减小，动能增大，故选项c正确，d错误答案：c4(2016黄冈模拟)如图所示，在纸面内半径为r的圆形区域中充满了垂直纸面向里、磁感应强度为b的匀强磁场，一点电荷从图中a点以速度v0垂直磁场射入，当该电荷离开磁场时，速度方向刚好改变了180，不计电荷的重力，下列说法正确的是()a该点电荷离开磁场时速度方向的反向延长线通过o点b该点电荷的比荷c该点电荷在磁场中的运动时间td该点电荷带正电解析：根据左手定则可知，该点电荷带负电，选项d错误；粒子在磁场中做匀速圆周运动，其速度方向的偏向角等于其运动轨迹所对应的圆心角，根据题意，该粒子在磁场中的运动轨迹刚好是半个圆周，画出其运动轨迹并找出圆心o1，如图所示，根据几何关系可知，轨道半径r，根据r和t可求出，该点电荷的比荷为和该点电荷在磁场中的运动时间t，所以选项b正确，c错误；该点电荷离开磁场时速度方向的反向延长线不通过o点，选项a错误答案：b5(2016张家界模拟)如图所示，铜质导电板(单位体积的电荷数为n)置于匀强磁场中，用电源、开关、电流表、电压表可以测出磁感应强度的大小和方向将电路接通，串联在ab线中的电流表读数为i，电流方向从a到b，并联在cd两端的电压表的读数为ucd0，已知铜质导电板厚h、横截面积为s，电子电荷量为e.则该处的磁感应强度的大小和方向可能是()a.、垂直纸面向外b.、竖直向上c.、垂直纸面向里d.、竖直向下解析：铜质导电板靠电子导电，当铜质导电板通电时，ebev，式中v为电子定向运动的速度，由电流的微观定义得inesv，得b，b、d错；根据左手定则可知，磁感应强度的方向垂直纸面向外，a对，c错答案：a6(2017衡水模拟)如图所示，从离子源发射出的正离子，经加速电压u加速后进入相互垂直的电场(e方向竖直向上)和磁场(b方向垂直纸面向外)中，发现离子向上偏转要使此离子沿直线通过电磁场，需要()a增加e，减小b b增加e，减小uc适当增加u d适当减小e解析：要使粒子在复合场中做匀速直线运动，必须满足条件eqqvb.根据左手定则可知正离子所受的洛伦兹力的方向竖直向下，因正离子向上极板偏转的原因是电场力大于洛伦兹力，所以为了使粒子在复合场中做匀速直线运动，则要么增大洛伦兹力，要么减小电场力增大电场强度e，即可以增大电场力，减小磁感应强度b，即减小洛伦兹力，不满足要求，故选项a错误；减小加速电压u，则洛伦兹力减小，而增大电场强度e，则电场力增大，不满足要求，故选项b错误；加速电场中，根据eumv2可得v2，适当地增大加速电压u，从而增大洛伦兹力，故选项c正确；根据适当减小电场强度e，从而减小电场力，故选项d正确答案：cd7如图所示，虚线空间中存在由匀强电场e和匀强磁场b组成的正交或平行的电场和磁场，有一个带正电小球(电荷量为q，质量为m)从正交或平行的电磁混合场上方的某一高度自由落下，那么，带电小球可能沿直线通过的是()解析：带电小球进入复合场时受力情况：其中只有c、d两种情况下合外力可能为零或与速度的方向相同，所以有可能沿直线通过复合场区域，a项中力qvb随速度v的增大而增大，所以三力的合力不会总保持在竖直方向，合力与速度方向将产生夹角，做曲线运动，所以a错答案：cd8(2017绵阳模拟)粒子回旋加速器的工作原理如图所示，置于真空中的d形金属盒的半径为r，两金属盒间的狭缝很小，磁感应强度为b的匀强磁场与金属盒盒面垂直，高频交流电的频率为f，加速电压为u，若中心粒子源处产生的质子质量为m、电荷量为e，在加速器中被加速不考虑相对论效应，则下列说法正确的是()a不改变磁感应强度b和交流电的频率f，该加速器也可加速粒子b加速的粒子获得的最大动能随加速电压u的增大而增大c质子被加速后的最大速度不能超过2rfd质子第二次和第一次经过d形盒间狭缝后轨道半径之比为 1解析：质子被加速获得的最大速度受到d形盒最大半径的制约，vm2rf，c正确；粒子旋转频率为f，与被加速粒子的比荷有关，所以a错误；粒子被加速的最大动能ekm2m2r2f2，与加速电压u无关，b错误；因为运动半径r，nuq，知半径比为 1，d正确答案：cd二、非选择题(本题共5小题，共52分按题目要求作答，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)9(8分)如图所示，pq和mn为水平平行放置的金属导轨，相距l1 m导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量为m0.2 kg，棒的中点用细绳经定滑轮与一物体相连(绳与棒垂直)，物体的质量为m0.3 kg.导体棒与导轨的动摩擦因数为0.5(g取10 m/s2)，匀强磁场的磁感应强度b2 t，方向竖直向下，为了使物体匀速上升，应在棒中通入多大的电流？方向如何？解析：对导体棒ab受力分析，由平衡条件得，竖直方向fnmg，(2分)水平方向bilffmg0，(2分)又fffn.(2分)联立解得i2 a(1分)由左手定则知电流方向由a指向b.(1分)答案：2 a电流方向由a指向b10(10分)横截面为正方形abcd的匀强磁场磁感应强度为b，一个带电粒子以垂直于磁场方向、在ab边的中点与ab边成30角的速度v0射入磁场，如图所示，带电粒子恰好不从ad边离开磁场，已知粒子的质量为m，正方形边长为l，不计重力，求：(1)粒子带何种电荷？粒子的电荷量是多少？(2)粒子在磁场中运动的时间解析：(1)根据左手定则，粒子带正电荷，设粒子做圆周运动的半径为r.由几何条件有rrcos 60，(1分)解得r.(1分)根据牛顿第二定律qv0b，(2分)所以q.(1分)(2)设周期为t，由几何条件可知粒子轨道所对的圆心角为300，(1分)所以tt，(1分)又t，(2分)解得tt.(1分)答案：(1)粒子带正电荷，(2)11(10分)如图甲所示，m、n为竖直放置彼此平行的两块平板，板间距离为d，两板中央各有一个小孔o、o正对，在两板间有垂直于纸面方向的磁场，磁感应强度随时间的变化如图乙所示，设垂直纸面向里的磁场方向为正方向有一群正离子在t0时垂直于m板从小孔o射入磁场已知正离子质量为m、带电荷量为q，正离子在磁场中做匀速圆周运动的周期与磁感应强度变化的周期都为t0，不考虑由于磁场变化而产生的电场的影响，不计离子所受重力求：(1)磁感应强度b0的大小；(2)要使正离子从o孔垂直于n板射出磁场，正离子射入磁场时的速度v0的可能值解析：(1)正离子射入磁场，洛伦兹力提供向心力qv0b0m，(2分)做匀速圆周运动的周期t0.(2分)联立两式得磁感应强度b0.(1分)(2)要使正离子从o孔垂直于n板射出磁场，v0的方向应如图所示，两板之间正离子只运动一个周期即t0时，有r.(3分)当两板之间正离子运动n个周期即nt0时，有r(n1，2，3，)(1分)联立求解，得正离子的速度的可能值为v0(n1，2，3，)(1分)答案：(1)(2)(n1，2，3，)12 (12分)(2014重庆卷)某电子天平原理如图所示，e形磁铁的两侧为n极，中心为s极，两极间的磁感应强度大小均为b，磁极宽度均为l，忽略边缘效应，一正方形线圈套于中心磁极，其骨架与秤盘连为一体，线圈两端c、d与外电路连接，当质量为m的重物放在秤盘上时，弹簧被压缩，秤盘和线圈一起向下运动(骨架与磁极不接触)，随后外电路对线圈供电，秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止，由此时对应的供电电流i可确定重物的质量已知线圈匝数为n，线圈电阻为r，重力加速度为g.问：(1)线圈向下运动过程中，线圈中感应电流是从c端还是从d端流出？(2)供电电流i是从c端还是从d端流入？求重物质量与电流的关系；(3)若线圈消耗的最大功率为p，该电子天平能称量的最大质量是多少？解析：(1)由右手定则可知线圈向下运动，感应电流从c端流出(1分)(2)设线圈受到的安培力为fa，外加电流从d端流入(1分)由famg，(2分)fa2nbil，(2分)得mi.(1分)(3)设称量最大质量为m0，由mi，(2分)pi2r，(2分)得m0.(1分)答案：(1)电流从c端流出(2)从d端流入mi(3)13(12分)(2015浙江卷)使用回旋加速器的实验需要把离子束从加速器中引出，离子束引出的方法有磁屏蔽通道法和静电偏转法等质量为m，速度为v的离子在回旋加速器内旋转，旋转轨道是半径为r的圆，圆心在o点，轨道在垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度为b.为引出离子束，使用磁屏蔽通道法设计引出器引出器原理如图所示，一堆圆弧形金属板组成弧形引出通道，通道的圆心位于o点(o点图中未画出)引出离子时，令引出通道内磁场的磁感应强度降低，从而使离子从p点进入通道，沿通道中心线从q点射出已知oq长度为l，oq与op的夹角为.(1)求离子的电荷量q并判断其正负(2)离子从p点进入，q点射出，通道内匀强磁场的磁感应强度应降为b，求b.(3)换用静电偏转法引出离子束，维持通