【全程复习方略】高中物理 第5章 磁场与 回旋加速器综合检测 沪科版选修31(1).doc

第5章磁场与回旋加速器(分值：100分时间：60分钟)一、选择题(本大题共7个小题，每小题6分共42分每小题至少有一个答案是正确的，把正确答案的字母填在题后的括号内)1(2012海口一中高二检测)月球表面周围没有空气，它对物体的引力仅为地球上的1/6，月球表面没有磁场，根据这些特征，在月球上，图中的四种情况能够做到的是()【解析】既然月球表面没有磁场，那么在月球上就不能用指南针定向，所以a错误；月球表面周围没有空气，所以无法使用电风扇吹风，而声音的传播需要介质，所以b、c均不对，只有选项d正确【答案】d2在匀强磁场中某处p放一个长度为l20 cm，通电电流i0.5 a的直导线，测得它受到的最大磁场力f1.0 n，其方向竖直向上，现将该通电导线从磁场撤走，则p处磁感应强度为()a零b10 t，方向竖直向上c0.1 t，方向竖直向下d10 t，方向肯定不沿竖直向上的方向【解析】由b，得b t10 t.因为b的方向与f的方向垂直，所以b的方向不会沿竖直向上的方向【答案】d3(2012烟台高二检测)如图1所示，a、b两金属环同圆心同平面水平放置，当a中通以图示方向电流时，b环中磁通量方向是()图1a向上b向下c向左 d0【解析】a环形成的磁场方向为内部向上，环外向下，被b环包围的磁通量则为向上、向下磁通量的代数和，而向上的磁感线条数比向下的磁感线条数多，故总磁通量为向上，a正确【答案】a4如图所示，通电导线均置于匀强磁场中，其中导线受安培力作用的是()【解析】只有当通电导线和磁场平行时，才不受安培力的作用，如a、c图中的导线，而d中导线与磁场垂直，b中导线与磁场方向夹角为60，因此都受安培力的作用，故正确选项为b、d.【答案】bd5(2012宁德高二质检)如图2所示，在x轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为b的匀强磁场一个不计重力的带电粒子从坐标原点o处以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成120角若粒子穿过y轴正半轴后在磁场中到x轴的最大距离为a，则该粒子的比荷和所带电荷的正负是()图2a.，正电荷 b.，正电荷c.，负电荷 d.，负电荷【解析】粒子能穿过y轴的正半轴，所以该粒子带负电荷，其运动轨迹如图所示，a点到x轴的距离最大，为rra，r，得，故c正确【答案】c6如图3所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面向外、强度为b的匀强磁场中质量为m、带电荷量为q的小滑块从斜面顶端由静止下滑在滑块下滑的过程中，下列判断正确的是()图3a滑块受到的摩擦力不变b滑块到达地面时的动能与b的大小无关c滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下db很大时，滑块可能静止于斜面上【解析】据左手定则可知，滑块受到垂直斜面向下的洛伦兹力，c对随着滑块速度的变化，洛伦兹力大小变化，它对斜面的压力大小发生变化，故滑块受到的摩擦力大小变化，a错b越大，滑块受到的洛伦兹力越大，受到的摩擦力也越大，摩擦力做功越多，据动能定理，滑块到达地面时的动能就越小，b错由于开始滑块不受洛伦兹力时就能下滑，故b再大，滑块也不可能静止在斜面上【答案】c7如图4所示，一个带正电荷的小球沿水平光滑绝缘的桌面向右运动，飞离桌上边缘a，最后落到地板上设有磁场时飞行时间为t1，水平射程为x1，着地速度大小为v1；若撤去磁场，其余条件不变时，小球飞行时间为t2，水平射程为x2，着地速度大小为v2，则下列结论不正确的是()图4ax1x2 bt1t2cv1v2 dv1和v2大小相同【解析】本题考查带电粒子在磁场中的运动情况小球离开桌面具有水平速度，无磁场时做平抛运动，水平射程x2v0t2，下落高度hgt；有磁场时小球除受重力外还受到洛伦兹力的作用，而洛伦兹力始终与速度方向垂直，因此小球在水平方向具有加速度，在水平方向将做变加速运动，而竖直方向加速度a(f为洛伦兹力在竖直方向的分量)，即ag，因此下落h高度用的时间t1t2，b选项正确；水平方向的位移x1x2，a选项正确；又因为洛伦兹力不做功，只有重力做功，能量守恒，所以v1v2，d选项正确；只有c选项错误【答案】c二、非选择题(本题共5个小题，共58分计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)8(8分)正方形导线框abcd，匝数为10匝，边长为20 cm，在磁感应强度为0.2 t的匀强磁场中围绕与b方向垂直的转轴匀速转动，转速为120 r/min，当线框从平行于磁场位置开始转过90时，线圈中磁通量的变化量是_wb.【解析】1bs0.20.20.2 wb0.008 wb2bs0.200120.008 wb.【答案】0.0089(8分)如图5所示，在x轴的上方(y0)存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为b.在原点o有一个离子源向x轴上方的各个方向发射出质量为m、电荷量为q的正离子，速度都为v，对那些在xy平面内运动的离子，在磁场中可能到达的最大距离x_，y_.图5【解析】经分析可知沿y轴正方向射入的粒子在x轴上到达的距离最大即2r2 .同理沿x轴负方向射入的粒子到达y轴的距离最大，即2r.【答案】10(12分)(2013福建师大附中期末)如图6所示，在磁感应强度b1 t的匀强磁场中，用两根细线悬挂长l10 cm、质量m5 g的金属杆在金属杆中通以稳恒电流，使悬线受的拉力为零图6(1)求金属杆中电流的大小和方向；(2)若每根悬线所受的拉力为0.1 n，求金属杆中的电流的大小和方向(g10 m/s2)【解析】(1)因为悬线受的拉力为零，所受安培力方向向上f安bilmg，解得：i0.5 a，方向水平向右(2)金属导线在重力mg、悬线拉力2f和安培力bil的作用下平衡，所以有：mgbil2f，解得：i1.5 a方向水平向左【答案】(1)0.5 a方向水平向右(2)1.5 a方向水平向左11(14分)如图7所示，在第一象限有一匀强电场，场强大小为e，方向与y轴平行；在x轴下方有一匀强磁场，磁场方向与纸面垂直一质量为m、电荷量为q(q0)的粒子以平行于x轴的速度从y轴上的p点处射入电场，在x轴上的q点处进入磁场，并从坐标原点o离开磁场粒子在磁场中的运动轨迹与y轴交于m点已知opl，oq2l.不计重力，求：图7(1)m点与坐标原点o间的距离；(2)粒子从p点运动到m点所用的时间【解析】(1)带电粒子在电场中做类平抛运动，在y轴负方向上做初速度为零的匀加速运动，设加速度的大小为a；在x轴正方向上做匀速直线运动，设速度为v0；粒子从p点运动到q点所用的时间为t1，进入磁场时速度方向与x轴正方向的夹角为，则at1 v0其中x02l，y0l，又有tan 联立式，得30因为m、o、q点在圆周上，moq90，所以mq为直径从图中的几何关系可知，r2lmo6l(2)设粒子在磁场中运动的速度为v，从q到m点运动的时间为t2，则有vt2带电粒子自p点出发到m点所用的时间t为tt1t2联立式，并代入数据得t(1) 【答案】(1)6l(2)(1) 12(16分)(2013福州一中高二期末)如图8，xoy在竖直平面内，x轴下方有匀强电场和匀强磁场电场强度为e、方向竖直向下磁感应强度为b、方向垂直纸面向里将一个带电小球从y轴上p(0，h)点以初速度v0竖直向下抛出小球穿过x轴后，恰好做匀速圆周运动不计空气阻力，已知重力加速度为g. 图8(1)判断小球带正电还是负电；(2)求小球做圆周运动的半径；(3)求小球从p点出发，到第二次经过x轴所用的时间【解析】(