2011走向高考,贾凤山,高中总复习,物理,8章综合测试题.pdf

第八章综合测试题第八章综合测试题 本卷分第 卷 选择题 和第 卷 非选择题 两部分 满分 100 分 考试时间 90 分钟 第 卷 选择题 共 40 分 一 选择题 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 只有一个选项符合题目要求 有些小题有多个选项符合题目要求 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 在赤道上某处有一个避雷针 当带有负电的乌云经过避雷针上方时 避雷针开始放电 则地磁场对避雷针的作用力的方向为 A 正东 B 正西 C 正南 D 正北 答案 B 解析 赤道上方地磁场磁感线的方向由南向北 通过避雷针的电流方向向上 由左手定 则知 安培力的方向向正西 2 如图所示 用两根相同的细绳水平悬挂一段均匀载流直导线 MN 电流 I 方向从 M 到 N 绳子的拉力均为 F 为使 F 0 可能达到要求的方法是 A 加水平向右的磁场 B 加水平向左的磁场 C 加垂直纸面向里的磁场 D 加垂直纸面向外的磁场 答案 C 解析 要使绳子的拉力变为零 加上磁场后 应使导线所受安培力等于导线的重力 由 左手定则可判断 所加磁场方向应垂直纸面向里 导线所受安培力向上 3 2009 广州测试三 如果用 E 表示电场区域的电场强度大小 用 B 表示磁场区域的磁感 应强度大小 现将一点电荷放入电场区域 发现点电荷受电场力为零 将一小段通电直导线放 入磁场区域 发现通电直导线受安培力为零 则以下判断可能正确的是 A E 0 B E 0 C B 0 D B 0 答案 ACD 解析 点电荷在电场中必受电场力 除非 E 0 选项 A 正确 B 错误 一小段通电直 导线放入磁场中 若 I 与 B 平行 也不会受安培力 选项 CD 都可以 4 如图所示 直导线 AB 螺线管 C 电磁铁 D 三者相距较远 其磁场互不影响 当开 关 S 闭合后 则小磁针北极 N 黑色的一端 指示磁场方向正确的是 A a B b C c D d 答案 BD 解析 开关 S 闭合后 通电导线 AB 周围的磁感线是以导线 AB 上各点为圆心的同心圆 用右手定则判断知 其方向俯视为逆时针 所以 a 的指向错误 螺线管 C 的磁感线与条形磁 铁的相似 电磁铁 D 的磁感线与蹄形磁铁的相似 均由右手定则判断其磁感线方向知 b 和 d 的指向都正确 而 c 的指向错误 5 科考队进入某一磁矿区域后 发现指南针突然失灵 原来指向正北的 N 极逆时针转过 30 如图所示 设该位置地磁场磁感应强度水平分量为 B 则磁矿所产生的磁感应强度水平分 量的最小值为 A B B 2B C B 2 D 3B 2 答案 C 解析 指南针 N 极的指向表示该位置的磁感应强度的方向 由题干分析得合磁场方向与 原来磁场方向的夹角为 30 根据矢量合成法则分析 如图所示 磁矿的磁感应强度水平分量 的最小值为地磁场磁感应强度水平分量的一半 6 在地面附近 存在着一有界电场 边界 MN 将某空间分成上下两个区域 在区 域 中有竖直向上的匀强电场 在区域 中离边界某一高度由静止释放一质量为 m 的带电小 球 A 如图甲所示 小球运动的 v t 图象如图乙所示 已知重力加速度为 g 不计空气阻力 则 A 在 t 2 5s 时 小球经过边界 MN B 小球受到的重力与电场力之比为 C 在小球向下运动的整个过程中 重力做的功与电场力做的功大小相等 D 在小球运动的整个过程中 小球的机械能与电势能总和先变大再变小 答案 BC 解析 由速度图象可知 带电小球在区域 与区域 中的加速度之比为 由牛顿第 二定律可知 mg F mg 3 2 所以小球所受的重力与电场力之比为 B正确 小球在 t 2 5s 时速度为零 此时下落到最低点 由动能定理可知 重力与电场力的总功为零 故 C 正确 因 小球只受重力与电场力作用 所以小球的机械能与电势能总和保持不变 D 错 7 2009 苏北四市联考二 如图所示 匀强电场水平向右 虚线右边空间存在着方向水平 垂直纸面向里的匀强磁场 虚线左边有一固定的光滑水平杆 杆右端恰好与虚线重合 有一电 荷量为 q 质量为 m 的小球套在杆上并从杆左端由静止释放 带电小球离开杆的右端进入正交 电 磁场后 开始一小段时间内 小球 A 可能做匀速直线运动 B 一定做变加速曲线运动 C 重力势能可能减小 D 电势能可能增加 答案 BC 解析 在光滑水平杆上小球由静止释放向右运动 说明小球带正电 在复合场中小球受 三个力作用 重力 电场力 洛伦兹力 因电场力做正功 速度在变化 重力与洛伦兹力不可 能始终相等 小球不可能做匀速直线运动 A 错 若重力与洛伦兹力的合力向上 此时重力做 负功 重力势能可能增加 若重力与洛伦兹力合力向下 则重力做正功 重力势能可能减小 C 对 重力 电场力 洛伦兹力三力的合力与小球运动的速度方向不在一条直线上 小球一定 做变加速曲线运动 B对 电场力始终做正功 电势能一定减小 D 错 本题选 BC 8 如图所示 空间存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场 电场的方向竖直向下 磁场方 向水平 图中垂直纸面向里 一带电油滴 P 恰好处于静止状态 则下列说法正确的是 A 若仅撤去电场 P 可能做匀加速直线运动 B 若仅撤去磁场 P 可能做匀加速直线运动 C 若给 P 一初速度 P 不可能做匀速直线运动 D 若给 P 一初速度 P 可能做匀速圆周运动 答案 D 解析 因为带电油滴原来处于静止状态 故应考虑带电油滴所受的重力 当仅撤去电场 时 带电油滴在重力作用下开始加速 但由于受变化的磁场力作用 带电油滴不可能做匀加速 直线运动 A 错 若仅撤去磁场 带电油滴仍处于静止 B错 若给 P 的初速度方向平行于磁 感线 因所受的磁场力为零 所以 P 可以做匀速直线运动 C 错 当 P 的初速度方向平行于 纸面时 带电油滴在磁场力作用下可能做顺时针方向的匀速圆周运动 9 2009 淄博一模 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 有一个带正电的小球 电荷量为 q 质量为 m 从电磁复合场上方的某一高度处自由 落下 那么 带电小球可能沿直线通过的电磁复合场是 答案 CD 解析 在 A 图中刚进入复合场时 带电小球受到方向向左的电场力 向右的洛伦兹力 竖直向下的重力 在重力的作用下 小球的速度要变大 洛伦兹力也会变大 所以水平方向受 力不可能总是平衡 A 选项错误 B图中小球要受到向下的重力 向上的电场力 向外的洛伦 兹力 小球要向外偏转 不可能沿直线通过复合场 B选项错误 C 图中小球受到向下的重力 向右的洛伦兹力 沿电场方向的电场力 若这三个力的合力正好为 0 则小球将沿直线通过复 合场 C 选项正确 D 图中小球只受到向下的重力和向上的电场力 都在竖直方向上 小球可 能沿直线通过复合场 D 选项正确 10 2010 潍坊 如图所示 质量为 m 带电荷量为 q 的 P 环套在固定的水平长直绝缘杆 上 整个装置处在垂直于杆的水平匀强磁场中 磁感应强度大小为 B 现给环一向右的初速度 v0 v0 mg qB 则 A 环将向右减速 最后匀速 B 环将向右减速 最后停止运动 C 从环开始运动到最后达到稳定状态 损失的机械能是1 2mv 2 0 D 从环开始运动到最后达到稳定状态 损失的机械能是1 2mv 2 0 1 2m mg qB 2 答案 AD 解析 环在向右运动过程中受重力 mg 洛伦兹力 F 杆对环的支持力 摩擦力作用 由 于 v0 mg qB qv0B mg 在竖直方向有 qvB mg FN 在水平方向存在向左的摩擦力作用 所 以环的速度越来越小 当 FN 0 时 Ff 0 环将作速度 v1 mg qB的匀速直线运动 A 对 B错 从环开始运动到最后达到稳定状态 损失的机械能为动能的减少 即1 2mv 2 0 1 2m mg qB 2 故 D 对 C 错 正确答案为 AD 第 卷 非选择题 共 60 分 二 填空题 共 3 小题 每小题 6 分 共 18 分 把答案直接填在横线上 11 6 分 如图 甲 所示 一带电粒子以水平速度 v0 v0 解析 由题意可知 带电粒子穿过叠加场的过程中 洛伦兹力小于电场力 二力方向相 反 所以沿电场方向偏移的距离比第一次仅受电场力时偏移的距离小 且洛伦兹力不做功 故 W1 W2 12 6 分 在磁感应强度为 B 的匀强磁场中 垂直于磁场放入一段通电导线 若任意时刻 该导线中有 N 个以速度 v 做定向移动的电荷 每个电荷的电量为 q 则每个电荷所受的洛伦兹 力 F洛 该段导线所受的安培力为 F 答案 qvB NqvB 解析 垂直于磁场方向运动的带电粒子所受洛伦兹力的表达式为 F洛 qvB 导体在磁 场中所受到的安培力实质是导体中带电粒子所受洛伦兹力的宏观体现 即安培力 F NF洛 NqvB 13 6 分 如图中 MN 表示真空中垂直于纸面的平板 板上一侧有匀强磁场 磁场方向垂 直于纸面向里 磁感应强度大小为 B 一带电粒子从平板上的狭缝 O 处以垂直于平板的初速度 v 射入磁场区域 最后到达平板上的 P 点 已知 B v 以及 P 到 O 的距离 l 不计重力 则此 粒子的比荷为 答案 2v Bl 解析 粒子初速度 v 垂直于磁场 粒子在磁场中受洛伦兹力而做匀速圆周运动 设其半 径为 R 由洛伦兹力公式和牛顿第二定律 有 qvB mv 2 R 因粒子经 O 点时的速度垂直于 OP 故 OP 为直径 l 2R 由此得q m 2v Bl 三 论述计算题 共 4 小题 共 42 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 14 10 分 如图所示 MN 是匀强磁场的左边界 右边范围很大 磁场方向垂直纸面向里 在磁场中有一粒子源 P 它可以不断地沿垂直于磁场方向发射出速度为 v 电荷为 q 质量 为 m 的粒子 不计粒子重力 已知匀强磁场的磁感应强度为 B P 到 MN 的垂直距离恰好等于 粒子在磁场中运动的轨道半径 求在边界 MN 上可以有粒子射出的范围 答案 1 3 R 解析 在图中画出两个过 P 且半径等于 R 的圆 其中的实线部分代表粒子在磁场中的运 动轨迹 下面的圆的圆心 O1在 p 点正下方 它与 MN 的切点 f 就是下边界 上面的圆的圆心 为 O2 过 p 点的直径的另一端恰在 MN 上 如图中 g 点 则 g 点为粒子射出的上边界点 由几何关系可知 cf R cg 2R 2 R2 3R 即可以有粒子从 MN 射出的范围为 c 点上方 3R 至 c 点下方 R fg 1 3 R 15 10 分 如图所示 在竖直平面内有范围足够大 场强方向水平向左的匀强电场 在虚 线的左侧有垂直纸面向里的匀强磁场 磁感应强度大小为 B 一绝缘 形杆由两段直杆和 一半径为 R 为半圆环组成 固定在纸面所在的竖直平面内 PQ MN 与水平面平行且足够长 半圆环 MAP 在磁场边界左侧 P M 点在磁场界线上 NMAP 段是光滑的 现有一质量为 m 带电量为 q 的小环套在 MN 杆上 它所受到的电场力为重力的1 2倍 现在 M 右侧 D 点由静止 释放小环 小环刚好能到达 P 点 求 1 D M 间的距离 x0 2 上述过程中小环第一次通过与 O 等高的 A 点时弯杆对小环作用力的大小 3 若小环与 PQ 杆的动摩擦因数为 设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等 现将小环 移至 M 点右侧 5R 处由静止开始释放 求小环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功 答案 1 4R 2 7 2mg qB 3gR 3 1 2mgR 解析 1 由动能定理得 qEx0 2mgR 0 qE 1 2mg x0 4R 2 设小环在 A 点速度为 vA 由动能定理得 qE x0 R mgR 1 2mv 2 A vA 3gR 由向心力公式得 N qvAB qE mv 2 A R N 7 2mg qB 3gR 3 若 mg qE 即 1 2 则小环运动到 P 点右侧 s1 处静止 qE 5R s1 mg 2R mgs1 0 s1 R 1 2 小环克服摩擦力所做的功 W1 mgs1 mgR 1 2 若 mg qE 即 10cm E1 E2 40V m B1 4 10 3T B 2 2 2 10 3T 试求 1 该带电粒子离开区域 时的速度 2 该带电粒子离开区域 时的速度 3 该带电粒子第一次回到区域 的上边缘时离开 A 点的距离 答案 1 2 104m s 方向竖直向下 2 2 104m s 方向与 x 轴正向成 45 角 3 57 26cm 解析 1 qE1d1 1 2mv 2 得 v 2 104m s 方向竖直向下 2 速度大小仍为 v 2 104m s 如图所示 qB1v mv 2 R1 方向 sin d2 R1 可得 45 所以带电粒子离开区域 时的速度方向与 x 轴正向成 45 角 3 设该带电粒子离开区域 也即进入区域 时的