【志鸿优化设计】高考物理大一轮复习 第八单元 磁场单元综合质检 沪科版(1).doc

磁场(时间:60分钟满分:110分)单元质检第15页一、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,有选错的得0分)1.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:地理的南极是地磁场的n极,由右手螺旋定则可知选项b正确。答案:b2.如图所示,长为3l的直导线折成三段做成正三角形,并置于与其所在平面垂直的匀强磁场中,磁感应强度为b,当在该导线中通以如图所示的电流i时,该通电导线受到的安培力大小为()a.2bilb.32bilc.2+32bild.0解析:导线ab段和bc段的有效长度为2lsin 30=l,所以该通电导线受到的安培力大小为f=bil+bil=2bil,本题只有选项a正确。答案:a3.如图所示,竖直放置的平行板电容器,a板接电源正极,b板接电源负极,在电容器中加一与电场方向垂直的、水平向里的匀强磁场。一批带正电的微粒从a板中点小孔c射入,射入的速度大小、方向各不相同,考虑微粒所受重力,微粒在平行板a、b间运动过程中()a.所有微粒的动能都将增加b.所有微粒的机械能都将不变c.有的微粒可以做匀速圆周运动d.有的微粒可能做匀速直线运动解析:微粒受重力、电场力和洛伦兹力。电场力可能对微粒做功,也可能不做功,故选项a、b错误。电场沿水平方向,则重力和电场力不可能平衡,选项c错误。若微粒所受电场力和洛伦兹力的合力与重力等大、反向,则选项d正确。答案:d4.如图所示,空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场,一带电液滴从静止开始自a点沿曲线acb运动,到达b点时,速度为零,c点是运动的最低点,则液滴一定带负电;液滴在c点时动能最大;液滴在c点电势能最小;液滴在c点机械能最小以上叙述正确的是()a.b.c.d.解析:液滴偏转是由于受洛伦兹力作用,据左手定则可判断液滴一定带负电,则液滴所受电场力竖直向上,而液滴能够从静止向下运动,说明液滴所受重力大于电场力,则液滴由ac过程中合力做正功,液滴在c处时的动能最大。而由于ac克服电场力做功最多,电势能增加最多,又机械能与电势能的和不变,因此,由ac机械能减小最多,故液滴在c点机械能最小,本题只有选项c正确。答案:c5.如图所示,abc为与匀强磁场垂直的边长为a的等边三角形,磁场垂直纸面向外,比荷为em的电子以速度v0从a点沿ab方向射入,欲使电子能经过bc边,则磁感应强度b的取值应为()a.b3mv0aeb.b2mv0aec.b2mv0ae解析:画出电子运动轨迹,如图所示,电子正好经过c点,此时圆周运动的半径r=a2cos30=a3,要想电子从bc边经过,圆周运动的半径要大于a3,由带电粒子在磁场中运动的公式r=mvqb有a3mv0eb,即bqvb,粒子向下运动;保持开关闭合,将滑片p向上滑动一点,金属板两端电压减小,则qudqvb,粒子向下运动。再考虑粒子可能带负电,综合分析可知,选项bcd正确。答案:bcd8.(2013河北徐水中学高三检测)一个小球带正电,在水平匀强磁场中左右摆动,摆动平面与磁场垂直,如图所示,图中的c点为小球运动的最低点,小球向右运动和向左运动通过c点时,以下说法正确的是()a.小球具有相同的速率b.小球具有相同的动能c.小球受到的悬线的拉力大小相等d.小球的加速度一定不等解析:由于洛伦兹力不做功,则小球两次过c点的速率和动能相同,选项a、b正确;小球向右经过c点时由左手定则可知洛伦兹力向上,则ft1+qvb-mg=mv2l=ma1,同理小球向左经过c点时有ft2-qvb-mg=mv2l=ma2,联立可知a1=a2,ft1ra2rv,电流表应采用内接法。(2)采用电压表和电阻箱测量锂电池的电动势e和内阻r,电路如答案中图所示,由闭合电路的欧姆定律得,e=u+ur2r,则1u=1e+re1r2,所以x、y坐标轴分别为1u、1r2。答案:(1)用a2替换a1采用电流表内接法(2)如图所示1u、1r2(或者u、ur2)三、计算题(本题共3小题,共47分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤,有数值计算的要注明单位)11.(15分)(2013全国理综,26)如图,虚线ol与y轴的夹角=60,在此角范围内有垂直于xoy平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为b。一质量为m、电荷量为q(q0)的粒子从左侧平行于x轴射入磁场,入射点为m,粒子在磁场中运动的轨道半径为r。粒子离开磁场后的运动轨迹与x轴交于p点(图中未画出),且op=r。不计重力,求m点到o点的距离和粒子在磁场中运动的时间。解析:根据题意,带电粒子进入磁场后做圆周运动,运动轨迹交虚线ol于a点,圆心为y轴上的c点,ac与y轴的夹角为,粒子从a点射出后,运动轨迹交y轴于p点,与x轴的夹角为,如图所示,有qvb=mv2r周期为t=2rv由此得t=2mqb过a点作x、y轴的垂线,垂足分别为b、d。由图中几何关系得ad=rsinod=adcot 60bp=odcotop=ad+bp=由以上五式和题给条件得sin+13cos=1解得=30或=90设m点到o点的距离为hh=r-oc根据几何关系oc=cd-od=rcos-33ad利用以上两式和ad=rsin得h=r-23rcos(+30)解得h=(1-33)r(=30)h=(1+33)r(=90)当=30时,粒子在磁场中运动的时间为t=t12=m6qb当=90时,粒子在磁场中运动的时间为t=t4=m2qb答案:见解析12.(14分)(2013河北唐山高三摸底)如图所示,两平行金属板ab中间有互相垂直的匀强电场和匀强磁场。a板带正电荷,b板带等量负电荷,电场强度为e;磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度为b1。平行金属板右侧有一挡板m,中间有小孔o,oo是平行于两金属板的中心线。挡板右侧有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为b2。cd为磁场b2边界上的一绝缘板,它与m板的夹角=45,oc=a,现有大量质量均为m,含有各种不同电荷量、不同速度的带电粒子(不计重力),自o点沿oo方向进入电磁场区域,其中有些粒子沿直线oo方向运动,并进入匀强磁场b2中,求: (1)进入匀强磁场b2的带电粒子的速度。(2)能击中绝缘板cd的粒子中,所带电荷量的最大值。(3)绝缘板cd上被带电粒子击中区域的长度。解析:(1)沿直线oo运动的带电粒子,设进入匀强磁场b2的带电粒子的速度为v,根据qvb1=qe解得v=eb1。(2)粒子进入匀强磁场b2中做匀速圆周运动,根据qvb2=mv2r,解得q=mvb2r。因此,电荷量最大的带电粒子,运动的半径最小。设最小半径为r1,此时粒子运动轨迹与cd板相切,则有r1+2r1=a解得r1=(2-1)a则电荷量的最大值q=(2+1)meb1b2a。(3)带负电的粒子在磁场b2中向上偏转,某带负电粒子轨迹与cd相切,设半径为r2,依题意有r2+a=2r2解得r2=(2+1)a则cd板上被带电粒子击中区域的长度为s=r2-r1=2a。答案:(1)eb1(2)(2+1)meb1b2a(3)2a13.(18分)(2013湖南长沙示范性高中联考)如图所示,在同一平面内三个宽度均为d的相邻区域、,区内的匀强磁场垂直纸面向外;区内的匀强磁场垂直纸面向里;区内的平行板电容器垂直磁场边界,板长、板间距均为d,且上极板电势高,oo为电场的中心线。一质量为m、电荷量为+q的粒子(不计重力),从o点以速度v0沿与oo成30方向射入区,恰好垂直边界ac进入电场。(1)求区的磁感应强度b1的大小。(2)为使粒子进入区,求电容器板间所加电压u的范围。(3)为使粒子垂直区右边界射出磁场,求区的磁感应强度b2与电容器板间电压u之间应满足的关系。解析:(1)因粒子垂直边界ac射入电场,由几何关系:rsin 30=d由洛伦兹力提供向心力qbv0=mv02r解得:b1=mv02dq。(2)为使粒子均能进入区,最大电压为um,d=v0tym=12at2qumd=maym=d2+(2-3)d解得:um=(5-23