【与名师对话】高考物理总复习 质量检测8 新人教版.doc

质量检测(八)(时间：90分钟总分：110分)一、选择题(本题共14小题，每小题4分，共56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，全选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分)1(2011新课标全国卷)为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流i引起的在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是()解析本题考查的是电流的磁效应问题，意在考查学生应用物理知识解决实际问题的能力由日常知识可知，地球的南极为磁场的n极，由右手螺旋定则可知，电流方向如图b，故选项b正确答案b2(2011湖北黄冈高三统一考试)下列说法中正确的是()a若置于匀强磁场中的导体长度和通过的电流一定，则导体所受的安培力大小也一定b运动电荷之间的相互作用除了有电场力外还可能有磁场力c地磁场对垂直射向地面的宇宙射线的阻挡作用在南北两极最强d磁场中某点磁场方向与可以自由转动的小磁针在该点静止时n极所指的方向相同解析磁场对电流的安培力fbilsin，其大小还与导体的放置方向有关，则a错误；运动电荷产生磁场，则运动电荷间存在电场力，也可能存在磁场力，故b正确；磁场的方向可以由静止的小磁针n极指向来确定，则d正确；地磁场在南北极附近的磁感应强度垂直地面，与射向地面的宇宙射线中的带电粒子的运动方向接近平行，洛伦兹力几乎为0，阻挡作用最小，则c错误答案bd3(2011绵阳二诊)如图所示，一正方形线圈，其中电流i恒定不变，用两条长度相等的绝缘细线静止悬挂于水平长直导线cd的正下方当导线cd中没有电流时，两条细线中拉力都是t，当导线cd中电流为i1时，两条细线中拉力都是k1t(0k11)下列正确的是()ai1的方向是cdbi2的方向是cdci1i2 di1i2解析由同向电流相互吸引，异向电流相互排斥可知，当导线cd中电流为i1时，细线拉力减小，故cd与线圈间为引力，所以cd中电流方向为cd，a项正确；导线cd中电流为i2时，细线拉力增大，故cd与线圈间为斥力，所以cd中电流方向为dc，b项错；由题中信息无法确定i1和i2的大小关系，c、d项错答案a4某制药厂的污水处理站的管道中安装了如右图所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口，在垂直于上下底面方向加磁感应强度为b的匀强磁场，在前后两表面的内侧固定有金属板作为电极，当含有大量正负离子(其重力不计)的污水充满管口从左向右流经该装置时，利用电压表所显示的两个电极间的电压u，就可测出污水流量q(单位时间内流出的污水体积)，则下列说法正确的是()a后表面的电势一定高于前表面的电势，与正负哪种离子多少无关b若污水中正负离子数相同，则前后表面的电势差为零c流量q越大，两个电极间的电压u越大d污水中离子数越多，两个电极间的电压u越大答案ac5如右图所示，一带电小球质量为m，用丝线悬挂于o点，并在竖直平面内摆动，最大摆角为60，水平磁场垂直于小球摆动的平面，当小球自左方摆到最低点时，悬线上的张力恰为零，则小球自右方摆到最低点时悬线上的张力为()a0 b2mgc4mg d6mg解析若没有磁场，则到达最低点绳子的张力为f，则fmg由能量守恒得：mgl(1cos60)mv2联立得f2mg.当有磁场存在时，由于洛伦兹力不做功，在最低点悬线张力为零，则f洛2mg当小球自右方摆到最低点时洛伦兹力大小不变，方向必向下可得ff洛mg所以此时绳中的张力f4mg.c项正确答案c6如图所示，在屏mn的上方有磁感应强度为b的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里p为屏上的一个小孔pc与mn垂直一群质量为m、带电荷量为q的粒子(不计重力)，以相同的速率v，从p处沿垂直于磁场的方向射入磁场区域粒子入射方向在与磁场b垂直的平面内，且散开在与pc夹角为范围内则在屏mn上被粒子打中的区域的长度为()a. b.c. d.解析由图可知，沿pc方向射入磁场中的带负电的粒子打在mn上的点离p点最远，为pr，沿两边界线射入磁场中的带负电的粒子打在mn上的点离p点最近，为pqcos，故在屏mn上被粒子打中的区域的长度为：qrprpq，选项d正确答案d7(2011上海高考)如图，质量为m、长为l的直导线用两绝缘细线悬挂于o、o，并处于匀强磁场中当导线中通以沿x正方向的电流i，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为.则磁感应强度方向和大小可能为()az正向，tan by正向，cz负向，tan d沿悬线向上，sin解析本题考查安培力、左手定则如图所示为视角沿着x轴负方向的示意图，导线受到向下的重力、沿着绳子方向的拉力以及安培力当磁感应强度方向沿着z轴正向时，由左手定则可得安培力向左，导线不可能平衡，a错；同理当磁感应强度方向沿着z轴负向时，安培力向右，平衡时大小为tan，c对；当磁感应强度方向沿着y轴正向时，安培力竖直向上，若mgbil，则可使导线平衡，b对；当磁感应强度方向沿悬线向上时，安培力垂直悬线向下，不可能使导线平衡，d错答案bc8如图所示，相距为d的水平金属板m、n的左侧有一对竖直金属板p、q，板p上的小孔s正对板q上的小孔o，m、n间有垂直于纸面向里的匀强磁场，在小孔s处有一带负电粒子，其重力和初速度均不计，当滑动变阻器的滑片在ab的中点时，带负电粒子恰能在m、n间做直线运动，当滑动变阻器的滑片滑到a点后()a粒子在m、n间运动过程中，动能一定不变b粒子在m、n间运动过程中，动能一定增大c粒子在m、n间运动过程中，动能一定减小d以上说法都不对解析当滑片向上滑动时，两个极板间的电压减小，粒子所受电场力减小，当滑到a处时，偏转电场的电压为零，粒子进入此区域后做圆周运动而加在pq间的电压始终没有变化，所以进入偏转磁场后动能也就不发生变化了综上所述，a项正确答案a9(2011豫南九校联考)如图所示，在沿水平方向向里的匀强磁场中，带电小球a与b在同一直线上，其中小球b带正电荷并被固定，小球a与一水平放置的光滑绝缘板c接触(不粘连)而处于静止状态若将绝缘板c沿水平方向抽去后，以下说法正确的是()a小球a仍可能处于静止状态b小球a将可能沿轨迹1运动c小球a将可能沿轨迹2运动d小球a将可能沿轨迹3运动解析小球a处于静止状态；可判断小球a带正电，若此时小球a重力与库仑力平衡，将绝缘板c沿水平方向抽去后，小球a仍处于静止状态；若库仑力大于小球a重力，则将绝缘板c沿水平方向抽去后，小球a向上运功，此后小球a在库仑力、重力、洛伦兹力的作用下将可能沿轨迹1运动答案ab10如右图所示，一个质量为m、电荷量为q的带电粒子，不计重力，在a点以某一初速度水平向左射入磁场区域，沿曲线abcd运动，ab、bc、cd都是半径为r的圆弧粒子在每段圆弧上运动的时间都为t.规定垂直于纸面向外的磁感应强度为正，则磁场区域、三部分的磁感应强度b随x变化的关系可能是下图中的()解析由左手定则可判断出磁感应强度b在磁场区域、内磁场方向分别为向外、向里、向外，在三个区域中均运动圆周，故t，由于t，求得b.只有c选项正确答案c11(2011内江一模)如图所示，圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c，以不同的速率对准圆心o沿着ao方向射入磁场，其运动轨迹如图若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是()aa粒子速率最大，在磁场中运动时间最长bc粒子速率最大，在磁场中运动时间最短ca粒子速率最小，在磁场中运动时间最短dc粒子速率最小，在磁场中运动时间最短解析由图可知，粒子a的运动半径最小，圆周角最大，粒子c的运动半径最大，圆周角最小，由洛伦兹力提供粒子做圆周运动的向心力可得：qvbm，故半径公式r，t，故在质量、带电荷量、磁场的磁感应强度都相同的情况下，速率越小，半径越小，所以粒子a的运动速率最小，粒子c的运动速率最大，而带电粒子在磁场中的运动时间只取决于运动的圆周角，所以粒子a的运动时间最长，粒子c的运动时间最短，答案为b.答案b12(2011北京海淀期末练习)光滑平行金属导轨m、n水平放置，导轨上放置一根与导轨垂直的导体棒pq，导轨左端与由电容为c的电容器，单刀双掷开关和电动势为e的电源组成的电路相连接，如图所示在导轨所在的空间存在方向垂直于导轨平面的匀强磁场(图中未画出)先将开关接在位置a，使电容器充电并达到稳定后，再将开关拨到位置b，导体棒将会在磁场的作用下开始向右运动，设导轨足够长，则以下说法中正确的是()a空间存在的磁场方向竖直向下b导体棒向右做匀加速运动c当导体棒向右运动的速度达到最大时，电容器的电荷量为零d导体棒运动的过程中，通过导体棒的电荷量qce解析本题考查以电容器为载体的力、电综合运用当开关接a位置时，电容器处于充电过程，上极板接电源正极，下极板接电源负极，当电容器充电结束，开关拨到b位置时，电容器开始放电，放电电流由正极板到负极板，即在导体棒中由pq，由导体棒开始向右运动，说明此时导体棒所受的安培力水平向右，结合左手定则可得，空间磁场的方向应竖直向下，a正确；由于电容器放电电流不恒定，所以导体棒所受的安培力不为定值，由牛顿第二定律可得，加速度不恒定，b错误；当整个回路电流为零时，导体棒所受的安培力为零，加速度为零，速度达到最大值，但由于导体棒在安培力的作用下向右运动，切割磁感线产生一定的电动势，当导体棒切割磁感线产生的电动势与电容器两端电压相等时，电容器将停止放电，此时电容器两端仍有一定电压，所以电荷量不为零，c错误；由于导体棒最终匀速时，电容器两端电压与导体棒切割磁感线产生的电动势大小相等，所以电容器两端仍有一定电荷量并没有完全放电，故通过导体棒的电荷量：qce，d正确答案ad13环形对撞机是研究高能粒子的重要装置，如图所示，正、负离子由静止经过电压为u的直线加速器加速后，沿圆环切线方向注入对撞机的真空环状空腔内，空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为b. 两种带电粒子将被局限在环状空腔内，沿相反方向做半径相等的匀速圆周运动，从而在碰撞区迎面相撞. 为维持带电粒子在环状空腔中的匀速圆周运动，下列说法正确的是()a对于给定的加速电压，带电粒子的比荷越大，磁感应强度b越大b对于给定的加速电压，带电粒子的比荷越大，磁感应强度b越小c对于给定的带电粒子，加速电压u越大，粒子运动的周期越大d对于给定的带电粒子，不管加速电压u多大，粒子运动的周期都不变解析在加速器中有qumv2，在环状空腔内带电粒子做匀速圆周运动的半径r，即r，所以在半径不变的条件下，对于给定的加速电压，越大，b越小，b正确、a错；带电粒子在空腔内的周期t，故加速电压越大，粒子的速率v越大，其周期越小，c、d错答案b14(2011福建省福州市高三质量检测)如右图所示，有一垂直于纸面向外的磁感应强度为b的有界匀强磁场(边界上有磁场)，其边界为一边长为l的三角形，a、b、c为三角形的顶点. 今有一质量为m、电荷量为q的粒子(不计重力)，以速度v从ab边上某点p既垂直于ab边又垂直于磁场的方向射入磁场，然后从bc边上某点q射出. 若从p点射入的该粒子能从q点射出，则()apbl bpblcqbl dqbl解析因为带电粒子在磁场中做圆周运动的圆心必定在经过ab的直线上，可将粒子的运动轨迹画出来，然后移动三角形，获取ac边的切点以及从bc边射出的最远点. 由半径公式可得粒子在磁场中做圆周运动的半径为rl，如图所示，当圆心处于o1位置时，粒子的运动轨迹与ac边相切，并与bc边相切，因此入射点p1为离开b最远的点，满足pbl，a正确；当圆心处于o2位置时，粒子从p2射入，打在bc边的q点，由于此时q点距离ab最远为运动轨迹的半径r，故qb最大，即qbl，d正确答案ad二、计算题(本题共4小题，共54分解答时请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)15(12分)(2012云南省建水一中月考)如图所示，在平面直角坐标系中有一个垂直于纸面向里的圆形匀强磁场，其边界过原点o和y轴上的点a(0，l)一质量为m、电荷量为e的电子从a点以初速度v0平行于x轴正方向射入磁场，并从x轴上的b点射出磁场，此时速度方向与x轴正方向的夹角为60.求：(1)磁场区域的圆心坐标；(2)电子在磁场中运动的时间解析(1)磁场区域的圆心在ab连线的中点，磁场区域的圆心纵坐标为，由图中几何关系可知b点的坐标为(l,0)，磁场区域的圆心横坐标为；所以磁场区域的圆心坐标为(，)(2)设轨迹半径为r，由rcos60rl解得r2l.画出电子在磁场中运动的轨迹图，轨迹所对的圆心角为60，运动轨迹长度sr/32l/3，在磁场中运动的时间为ts/ v0.答案(1)圆心坐标为(，)(2)在磁场中运动的时间为16(13分)(2011衡阳模拟)如右图所示是导轨式电磁炮实验装置示意图两根平行长直金属导轨沿水平方向固定，其间安放金属滑块(即实验用弹丸)滑块可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触电源提供的强大电流从一根导轨流入，经过滑块，再从另一导轨流回电源滑块被导轨中的电流形成的磁场推动而发射在发射过程中，该磁场在滑块所在位置始终可以简化为匀强磁场，方向垂直于纸面，其强度与电流的关系为bki，比例常量k2.5106 t/a.已知两导轨内侧间距l1.5 cm，滑块的质量m30 g，滑块沿导轨滑行5 m后获得的发射速度v3.0 km/s(此过程视为匀加速运动)(1)求发射过程中电源提供的电流强度(2)若电源输出的能量有4%转换为滑块的动能，则发射过程中电源的输出功率和输出电压各是多大？解析(1)由匀加速运动公式a9105 m/s2，由安培力公式和牛顿第二定律得：fbilki2l，ki2lma，i8.5105 a.(2)滑块获得的动能是电源输出能量的4%，即pt4%mv2，发射过程中电源的供电时间tv/a102 s，电源输出功率为p1.0109 w，由功率piu，解得输出电压up/i1.2103 v.答案(1)8.5105 a(2)1.0109 w1.2103 v17(14分)(2012唐山高三摸底)如图所示，在平面直角坐标系的第一象限内存在匀强电场，场强沿y轴的负向；在y0的空间中，存在磁感应强度为b的匀强磁场，磁场方向垂直xy平面(纸面)处外. 一带电量为q、质量为m的带正电粒子，从y轴的p1点以v0的速度垂直y轴射入第一象限内，经过电场后从x轴上x2h的p2点以角射入x轴下方的匀强磁场(重力不计)(1)求p1到坐标原点的距离及电场强度的大小；(2)带电粒子通过y轴下方的磁场偏转之后，打在x轴负向xh的p3点并由该点射入第二象限内如果当粒子进入第二象限的同时，在第二象限内加一方向与带电粒子速度方向相反的匀强电场，使得带电粒子在到达y轴之前速度减为0，然后又返回磁场中请求出带电粒子第四次经过x轴时的坐标及之前在磁场中运动的总时间；(3)请在坐标系上大致画出带电粒子在第四次经过x轴以前的运动轨迹解(1)对带电粒子在p2点的速度，由运动的合成和分解得vyv0tan，vyat，aqe/m，t2h/v0，yat2，由以上各式联立解得e.(2)如右图，yhtan，设p4点的横坐标为 (xh)，x2rsin， r由以上各式求得：p4的坐标(2