高考物理一轮复习 课时作业 第8单元 磁场.doc

2013届高三物理总复习精品单元测试第8单元 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，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分1关于磁场中某点的磁感应强度，下列说法正确的是( )a由b可知，b与f成正比，与il的乘积成反比bb的大小与il的乘积无关，由磁场本身决定c长通电螺线管周围的磁场是匀强磁场db的方向与通电导线的受力方向相同【解析】磁场的磁感应强度取决于磁体本身，而长通电螺线管内部的磁场才是匀强磁场，磁感应强度的方向与磁场的方向相同，故与通电导线受力的方向垂直【答案】b2如图所示，光滑绝缘杆固定在水平位置上，在其两端分别固定等量同种正电荷q1、q2，杆上套着一带正电小球，整个装置处在匀强磁场中，磁感应强度的方向垂直纸面向里将靠近右端的小球从静止开始释放，在小球从右到左运动的过程中，下列说法中正确的是( )a小球受到的洛伦兹力大小变化，但方向不变b小球受到的洛伦兹力将不断增大c小球的加速度先减小后增大d小球的电势能一直减小【解析】q1、q2连线上中点处电场强度为零，从中点向两侧电场强度增大且方向都指向中点，故小球所受电场力指向中点小球从右向左运动的过程中，小球的加速度先减小后增大，c正确速度先增大后减小，洛伦兹力大小变化，由左手定则知，洛伦兹力方向不变，故a正确，b错误小球的电势能先减小后增大，d错误【答案】ac3一个带电粒子以初速度v0垂直于电场方向向右射入匀强电场区域，穿出电场后接着又进入匀强磁场区域设电场和磁场区域有明确的分界线，且分界线与场强方向平行，如图中的虚线所示在下图所示的几种情况中，可能出现的是()【解析】由带电粒子在电场中的偏转情况判断粒子的电性，再由左手定则判断是否符合在磁场中的偏转情况a、c、d中的粒子是正电荷，b是负电荷选项a、d正确【答案】ad4如图所示，两个半径相同的半圆形光滑轨道置于竖直平面内，左右两端点等高，分别处于沿水平方向的匀强磁场和匀强电场中两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止释放，m、n为轨道的最低点则下列说法中正确的是( )a两个小球到达轨道最低点的速度vmfn c小球第一次到达m点的时间大于小球第一次到达n点的时间d小球在磁场中能到达轨道的另一端最高处，在电场中则不能到达轨道另一端最高处【解析】注意电场力做功，而洛伦兹力不做功【答案】bd5空间存在一匀强磁场b，其方向垂直纸面向里，另有一个点电荷q形成的电场，如图所示一带电荷量为q的粒子以初速度v0从某处垂直电场、磁场入射，初位置到点电荷的距离为r，则粒子在电磁场中的运动轨迹可能为( )a以点电荷q为圆心，以r为半径的在纸平面内的圆周b开始阶段在纸面内向右偏的曲线c开始阶段在纸面内向左偏的曲线d沿初速度v0方向的直线【解析】当电场力大于洛伦兹力时，如果电场力和洛伦兹力的合力刚好提供向心力时，则选项a正确；如果电场力大于洛伦兹力时，选项c正确；当电场力小于洛伦兹力时，选项b正确；由于电场力方向变化，选项d错误【答案】abc6如图所示，一块长方体金属导体的宽为b，厚为h，长为l，处在磁感应强度为b的匀强磁场中，并通以电流i，此时上下表面间的电压为u.已知自由电子的电荷量为e，可知此金属导体中单位体积内的自由电子数n为()a.b.c.d无法确定【解析】当电子在导体内部做直线运动时有evb，导体中的电流i，由以上两式可解得答案为c.【答案】c7带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动轨迹图示是在有匀强磁场的云室中观察到的粒子的轨迹，a和b是轨迹上的两点，匀强磁场b垂直纸面向里该粒子在运动时，其质量和电荷量不变，而动能逐渐减少下列说法正确的是( )a粒子先经过a点，再经过b点b粒子先经过b点，再经过a点c粒子带负电d粒子带正电【解析】由r可知，粒子的动能越小，做圆周运动的半径越小，结合粒子的运动轨迹可知，粒子先经过a点，再经过b点，选项a正确根据左手定则可以判断粒子带负电，选项c正确【答案】ac8图甲是回旋加速器的示意图，其核心部分是两个d形金属盒，在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连带电粒子在磁场中运动的动能ek随时间t的变化规律如图乙所示，若忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断中正确的是()a在ekt图中应有t4t3t3t2t2t1b高频电源的变化周期应该等于tntn1c当电源电压减小为时，粒子加速次数增多，粒子最大动能增大d想粒子获得的最大动能越大，可增加d形盒的面积【解析】根据题意可知每经过半个周期带电粒子被加速一次，又因为t保持不变，所以t4t3、t3t2、t2t1都等于半个周期且相等，a正确，b错误；根据r可得出v，带电粒子的速度和加速电压无关，在磁感应强度b保持一定的情况下，盒的半径越大，获得的速度越大，d正确，c错误【答案】ad二、非选择题：本题共4小题，共52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、方程式和重要的演算步骤，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甲9如图甲所示，带电荷量为q、质量为m的小球从倾角为 的光滑斜面上由静止下滑，匀强磁场的方向垂直纸面向外，磁感应强度为b.则小球在斜面上滑行的最大速度为_，小球在斜面上滑行的最大距离为_(斜面足够长)乙【解析】小球沿光滑斜面下滑时，受到重力gmg、洛伦兹力fbqv和斜面的支持力n的作用，如图乙所示由于nbqvmgcos ，当n0时，小球将离开斜面此时小球的速度v当小球在斜面上运动时，所受合外力fmgsin ，根据牛顿第二定律可得小球的加速度agsin .又因为小球的初速度v00，根据匀变速运动的公式可得：s.【答案】甲10如图甲所示，匀强磁场中磁感应强度为b，宽度为d，一电子从左边界垂直匀强磁场射入，入射方向与边界的夹角为.已知电子的质量为m，电荷量为e，要使电子能从轨道的另一侧射出，则电子的速度大小v的范围为_【解析】如图乙所示，当入射速度很小时电子会在磁场中转动一段圆弧后又从同一侧射出，速率越大，轨道半径越大，乙当轨道与边界相切时，电子恰好不能从另一侧射出，当速率大于这个临界值时便从右边界射出，设此时的速率为v0，带电粒子在磁场中做圆周运动，由几何关系得：rrcos d电子在磁场中运动时洛伦兹力提供向心力，有：ev0b，所以r由以上两式联立解得v0所以电子从另一侧射出的条件是速度大于.【答案】v11如图甲所示，在两水平放置的平行金属板之间有向上的匀强电场，电场强度为e，在两板之间及右侧有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度均为b.有两个带电粒子h、he(不计重力与粒子间的作用力)，在同一竖直平面内以水平速度进入平行板，恰好都做匀速直线运动，射入点相距d(其中e为元电荷电量，m为质子质量)要使两粒子在离开平行板后能相遇，求两粒子射入平行板的时间差t.甲【解析】如图乙所示，由于两粒子h、he能匀速通过平行板，则有：qvbeq，即v，两粒子的速度相等乙通过平行板的时间相同，两粒子离开平行板均做匀速圆周运动，轨迹如图乙所示由qvbm得r故有r1dr2d因为r1r2d，所以必相遇在a点，因为o1o2a为等边三角形，所以1120，260又由t得t1，t2所以t1t2因此tt1t2t1t2t1.【答案】12如图甲所示，建立oxy坐标系两平行极板p、q垂直于y轴且关于x轴对称，极板长度和板间距均为l，在第一、四象限有磁感应强度为b的匀强磁场，方向垂直于oxy平面向里在极板p上方沿y轴方向放置一荧光屏位于极板左侧的粒子源沿x轴向右连续发射质量为m、电量为q、速度相同、重力不计的带电粒子在08t0时间内两板间加上如图乙所示的电压(不考虑极板边缘的影响)已知t0时刻进入两板间的带电粒子恰好在2t0时刻经极板边缘射入磁场上述m、q、l、t0、b为已知量(不考虑粒子间相互影响及返回极板间的情况)(1)求粒子的初速度v0及电压u0的大小(2)求t0时刻进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径及时间(3)何时进入两板间的带电粒子打在荧光屏的位置最高，求此位置距上极板p的距离甲乙【解析】(1)在t0时刻进入极板间的粒子，在极板间x轴方向做匀速直线运动；垂直极板方向，在0t0时间内向下做匀加速直线运动，t02t0时间内做匀速直线运动粒子的初速度v0令粒子刚出极板间时沿y轴方向的速度大小为vyvyt0vyt0所以在0t0时间内向下偏移yvyt0另有：yt， 可解得：u0.(2)时刻进入两板间的带电粒子，在时刻离开极板其沿y轴方向的速度vy0故该粒子以速度v0垂直于y轴方向进入磁场设带电粒子离开电场进入磁场做匀速圆周运动的半径为r，则有：qv0bm可解得：r，运动时间t