（新课标）2017年高考物理大一轮复习 章末检测8 磁场.doc

章末检测八磁场(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分，15题每小题只有一个选项正确，68小题有多个选项符合题目要求，全选对得6分，选对但不全得3分，有选错的得0分)1(2016浙江温州十校联合体)关于电场和磁场，以下说法正确的是()a电流在磁场中某点不受磁场力作用，则该点的磁感应强度一定为零b电场中某点的电场强度的方向与放在该点的试探电荷所受电场力方向相同c磁场中某点的磁感应强度的方向与放在该点通电导线受力方向相同d试探电荷在电场中某点不受电场力的作用，则该点的电场强度一定为零解析：选d.电流在磁场中的受力与电流和磁场的方向有关，故电流在磁场中某位置受到的磁场力为零不能说明该位置的磁感应强度为零，a错误电场中某点的电场强度的方向与放在该点的正试探电荷所受电场力方向相同，与负试探电荷所受电场力方向相反，没有明确电性，b错误根据左手定则，磁感应强度的方向与安培力的方向垂直，c错误由电场的基本性质可知，若放入电场中某位置的电荷受到的电场力为零，则该位置电场强度一定为零，d正确2如右图所示，足够长的直线ab靠近通电螺线管，与螺线管平行用磁传感器测量ab上各点的磁感应强度b，在计算机屏幕上显示的大致图象是()解析：选c.通电螺线管的磁场分布与条形磁铁的磁场分布类似，两磁极磁感应强度最大，远离磁极，磁感应强度减小，故c正确3(2016山西第二次四校联考)如图所示，圆形区域内有垂直于纸面方向的匀强磁场，一束质量和电荷量都相同的带电粒子，以不同的速率沿着相同的方向，对准圆心o射入匀强磁场，又都从该磁场中射出，这些粒子在磁场中的运动时间有的较长，有的较短，若带电粒子在磁场中只受磁场力的作用，则在磁场中运动时间越长的带电粒子()a速率一定越小b速率一定越大c在磁场中通过的路程一定越长d在磁场中的周期一定越大解析：选a.由周期公式得t，带电粒子的b、q、m均相同，所以t相同，选项d错误；根据tt可知，在磁场中运动时间越长的带电粒子，轨迹对应的圆心角越大，半径越小，由r知速率一定越小，选项a正确，b错误；通过的路程即圆弧的长度lr，与半径r和圆心角有关，选项c错误4如图所示，两平行金属板中有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，带正电的粒子(不计粒子的重力)从两板中央垂直电场、磁场入射它在金属板间运动的轨迹为水平直线，如图中虚线所示若使粒子在飞越金属板间的过程中向上板偏移，则可以采取的正确措施为()a使入射速度减小b使粒子电荷量增大c使电场强度增大d使磁感应强度增大解析：选d.此时带电粒子在金属板间运动的轨迹为水平直线，所以qvbeq，要使粒子在飞越金属板间的过程中向上板偏移，则qvbeq，由此可知增大带电粒子的射入速度，增大磁感应强度或减小电场强度均可使带电粒子向上板偏移，而粒子电荷量与之无关，由此知选项d正确5.带电粒子(不计重力)以初速度v0从a点进入匀强磁场，如图所示运动中经过b点，且oaob.若撤去磁场，加一个与y轴平行的匀强电场，带电粒子仍以v0从a点进入电场，还能通过b点，那么电场强度e与磁感应强度b之比为()av0b1c2v0 d解析：选c.带电粒子在磁场中运动时，有qv0bm，带电粒子在电场中运动时，有xv0t，yxt2.又rx，解得2v0，选项c正确6(2016辽宁朝阳市三校协作体联考)(多选)如图，为探讨霍尔效应，取一块长度为a、宽度为b、厚度为d的金属导体，给金属导体加与侧面垂直的匀强磁场b，且通以图示方向的电流i时，用电压表测得导体上、下表面m、n间电压为u.已知自由电子的电荷量为e.下列说法中正确的是()am板比n板电势高b导体单位体积内自由电子数越多，电压表的示数越大c导体中自由电子定向移动的速度为vd导体单位体积内的自由电子数为解析：选cd.电流方向向右，电子定向移动方向向左，根据左手定则判断可知，电子所受的洛伦兹力方向竖直向上，则m积累了电子，m、n之间产生向上的电场，所以m板比n板电势低，选项a错误电子定向移动相当于长度为d的导体切割磁感线产生感应电动势，电压表的读数u等于感应电动势e，则有uebdv，可见，电压表的示数与导体单位体积内自由电子数无关，选项b错误：由uebdv得，自由电子定向移动的速度为v，选项c正确；电流的微观表达式是inevs，则导体单位体积内的自由电子数n，sdb，v，代入得n，选项d正确7(2016湖北八校联考)(多选)如图所示，ab是匀强磁场的边界，质子(h)和粒子(he)先后从c点射入磁场，初速度方向与ab边界夹角均为45并都到达d点不计空气阻力和粒子间的相互作用关于两粒子在磁场中的运动，下列说法正确的是()a质子和粒子运动轨迹相同b质子和粒子运动动能相同c质子和粒子运动速率相同d质子和粒子运动时间相同解析：选ab.粒子在磁场中做匀速圆周运动，质子和粒子从同一点沿相同的方向射入磁场，然后从同一点离开磁场，则它们在磁场中的运动轨迹相同，故a正确；两粒子的运动轨迹相同，则它们的轨道半径r相同，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qvbm，解得v，粒子动能ekmv2，质子与粒子的电荷量分别为e和2e，质量之比为14，轨道半径r、磁感应强度b都相等，则ek质子ek粒子，选项b正确，c错误；粒子在磁场中做圆周运动的周期t，质子与粒子的电荷量分别为e和2e，质量之比为14，磁感应强度b都相等，则，两粒子的运动轨迹相同，粒子在磁场中转过的圆心角相同，粒子在磁场中的运动时间tt，选项d错误8(2016四川绵阳二诊)(多选)如图所示，已知甲空间中没有电场、磁场；乙空间中有竖直向上的匀强电场；丙空间中有竖直向下的匀强电场；丁空间中有垂直纸面向里的匀强磁场四个图中的斜面相同且绝缘，相同的带负电小球从斜面上的同一点o以相同初速度v0同时沿水平方向抛出，分别落在甲、乙、丙、丁图中斜面上a、b、c、d点(图中未画出)小球受到的电场力、洛伦兹力都始终小于重力，不计空气阻力则()ao、c之间距离大于o、b之间距离b小球从抛出到落在斜面上用时相等c小球落到b点与c点速度大小相等d从o到a与从o到d，合力对小球做功相同解析：选ac.根据平抛运动的特点可知，tan ，因乙图小球下落的加速度大于丙图小球下落的加速度，所以乙图小球运动的时间t乙小于丙图小球运动的时间t丙因小球在水平方向做匀速直线运动，水平方向的位移 xv0t，所以x丙x乙，o、c之间距离大于o、b之间的距离，选项a正确，b错误；因平抛运动中速度与水平方向的夹角tan 2tan ，且小球初速度v0也相同，结合数学知识可知小球落到b点与c点速度大小相等，选项c正确；从o到a与从o到d，都只有重力做功，但从o到d小球运动的时间长，重力做功多，选项d错误二、非选择题(共4小题，52分)9(10分)(2016浙江温州十校联合体联考)光滑绝缘的水平桌面上方存在垂直于桌面向上范围足够大的匀强磁场，虚线框abcd内(包括边界)存在平行于桌面的匀强电场，如图所示，一带电小球从d处由静止开始运动到b处时速度方向与电场边界ab平行，通过磁场作用又回到d点，已知bc2ab2l，磁感应强度为b，小球的质量为m，电荷量为q.试分析求解：(1)小球的电性及从d到b的运动性质；(2)小球在磁场中运动的速度大小；(3)电场强度e的大小和小球到达b点时的加速度的大小解析：(1)由左手定则知小球带正电，小球加速度的方向一直改变，速度方向也一直改变，小球从d到b做变加速曲线运动(2)小球在磁场中做匀速圆周运动，轨道半径由几何关系可得，如图所示设圆心为o，半径为r，则bodor，co2lr，三角形dco为直角三角形，由勾股定理得r2l2(2lr)2，得rl.由qvb，得v.(3)在电场中从b点到达d点的过程中，有eq2lmv2，得e.在b点有qvbeqma，得a.答案：(1)正电变加速曲线运动(2)(3)10(12分)电视机显像管中需要用变化的磁场来控制电子束的偏转图(a)为显像管工作原理示意图，阴极k发射的电子束(初速不计)经电压为u的加速电场后，进入一圆形匀强磁场区，磁场方向垂直于圆面(以垂直圆面向里为正方向)，磁场区的中心为o，半径为r，荧光屏mn到磁场区中心o的距离为l.当不加磁场时，电子束将通过o点垂直打到屏幕的中心p点当磁场的磁感应强度随时间按图(b)所示的规律变化时，在荧光屏上得到一条长为2 l的亮线由于电子通过磁场区的时间很短，可以认为在每个电子通过磁场区的过程中磁感应强度不变已知电子的电荷量为e，质量为m，不计电子之间的相互作用及所受的重力求：(1)电子打到荧光屏上时速度的大小；(2)磁感应强度的最大值b0.解析：(1)电子打到荧光屏上时速度的大小等于它飞出加速电场时的速度大小，设为v，由动能定理eumv2，解得v .(2)当交变磁场为峰值b0时，电子束有最大偏转，在荧光屏上打在q点，pql.电子运动轨迹如图所示，设此时的偏转角度为，由几何关系可知，tan ，60.根据几何关系，电子束在磁场中运动路径所对的圆心角，而tan .由牛顿第二定律和洛伦兹力公式得evb0；解得b0.答案：(1)v (2)b011(15分)(2016东北三省三校联考)在科学研究中，可以通过施加适当的磁场来实现对带电粒子运动轨迹的控制如图所示，空间存在直角三角形mnq，m为直角，.有一束质量为m、电荷量为q的带电粒子以相同的速度v由三角形的m点沿mq方向射出在mn所在直线的右侧适当区域施加垂直于mnq平面的有界匀强磁场，使带电粒子偏转后能沿着qn方向到达n点，所加磁场的磁感应强度为b.带电粒子所受重力忽略不计(1)若所加磁场的横截面为圆形，其最小面积为多少(q、m、v、b均为已知)，磁场方向向里还是向外？(2)若mn的长度l1.5 m，带电粒子的质量为m4.0108 kg、电荷量为q4.0103 c、速度为v5.0104 m/s，所加磁场的磁感应强度为b1.0 t，所加有界磁场的横截面仍为圆形，带电粒子能沿qn方向到达n点，求带电粒子由m点到n点的时间(计算结果保留两位有效数字)解析：(1)带电粒子由p点进入有界圆形磁场区域，从s点出磁场区域，如图所示当ps为所加圆形磁场区域的直径时，圆形磁场区域的面积最小o1为带电粒子在有界磁场中做圆周运动的圆心，r1为其半径，圆o2为所施加圆形有界磁场的圆心，r2为其半径由qvbm，得r1.在三角形o1pq中，o1qp，又o1qps，所以o1po2，r2r1cos .所以最小区域磁场面积sr磁场的方向垂直纸面向外(2)把m4.0108 kg、q4.0103c、v5.0104 m/s，b1.0 t代入r1，得带电粒子做圆周运动的半径r1 m0.5 m.因为mn3r1，所以使带电粒子能沿qn方向到达n点，必须在m点进入磁场，s点出磁场，如图所示所加有界磁场区域的半径为mo2，带电粒子做圆周运动的半径为mo1.有几何关系mo1s.ts6.3105s.带电粒子在磁场运动的时间为个周期，所以t1t2.1105 s.出磁场后，o1nlmo11.5 m0.5 m1.0 m，在直角三角形o1sn中，因为o1ns，所以sno1ncos 1.0 m m.所以t2s1.7105 s.所以总时间tt1t22.1105 s1.7105s3.8105s.答案：(1)磁场的方向垂直纸面向外(2)3.8105s12(15分)如图所示，在竖直平面xoy内，y轴左侧有一水平向右的电场强度为e1的匀强电场和磁感应强度为b1的匀强磁场，y轴右侧有一竖直向上的电场强度为e2的匀强电场，第一象限内有一匀强磁场，一带电荷量为q、质量为m的粒子从x轴上的a点以初速度v与水平方向成30沿直线运动到y轴上的p点，opd.粒子进入y轴右侧后在竖直面内做匀速圆周运动，然后垂直x轴沿半径方向从m点进入第四象限内、半径为d的圆形磁场区域，粒子在圆形磁场中偏转60后从n点射出磁场，求：(1)电场强度e1与e2大小之比；(2)第一象限内磁场的磁感应强度b的大小和方向；(3)粒子从a到n运动的时间解析：(1)粒子从a到p