【高考复习方案】2022年高考物理复习一轮用书【新课标】45分钟单元能力训练卷8-

45分钟单元力量训练卷(八)(考查范围：第八单元分值：110分)一、选择题(每小题6分，共48分)1．2022·江苏南京市、盐城一模在磁场中的同一位置放置一条直导线，导线的方向与磁场方向垂直．先后在导线中通入不同的电流，导线所受的力也不一样．图D8­1是导线受的力F与通过的电流I的关系图像，a、b各代表一组F、I的数据，其中正确的是()图D8­12．关于带电粒子在匀强磁场中受到的洛伦兹力，下列说法正确的是()A．带电粒子的速度越大，洛伦兹力肯定越大B．当带电粒子的速度方向与磁场方向平行时，洛伦兹力最大C．洛伦兹力的方向和速度方向可以垂直，也可以不垂直D．洛伦兹力不做功，所以洛伦兹力肯定不会转变带电粒子的速度大小图D8­23．如图D8­2所示，半径为r的圆形空间内存在着垂直于纸面对外的匀强磁场，一个带电粒子(不计重力)从A点以速度v0垂直于磁场方向沿半径射入磁场中，并从B点射出，且∠AOB＝120°，则该粒子在磁场中运动的时间为()A.eq\f(2πr,3v0)B.eq\f(2\r(3)πr,3v0)C.eq\f(πr,3v0)D.eq\f(\r(3)πr,3v0)4．2022·长沙质检如图D8­3所示，两根足够长的平行导线a和b水平放置(a、b在同一竖直平面内)，两导线中通有方向相反、大小不等的恒定电流，且Ia＞Ib.当加一个垂直于a、b所在平面的匀强磁场B时，导线a恰好不再受安培力的作用，则与加磁场B之前相比较()图D8­3A．b也恰好不再受安培力的作用B．b受的安培力小于原来安培力的2倍，方向竖直向上C．b受的安培力等于原来安培力的2倍，方向竖直向下D．b受的安培力小于原来安培力的大小，方向竖直向下5．2021·江西五校联考如图D8­4所示，竖直平面内有一固定的光滑绝缘椭圆形大环，水平长轴为AC，竖直短轴为ED.轻弹簧一端固定在大环的中心O，另一端连接一个可视为质点的带正电的小环，小环穿在大环上，整个装置处于一个垂直于大环面的水平向里的匀强磁场中．将小环从A点由静止释放，已知小环在A、D两点时弹簧的形变量大小相等．下列说法中错误的是()图D8­4A．刚释放时，小球的加速度为重力加速度gB．小环的质量越大，其滑到D点时的速度将越大C．小环从A到运动到D，弹簧对小环先做正功后做负功D．小环肯定能滑到C点6．2022·东北师大附中第四次摸底如图D8­5所示，MN是一荧光屏，当带电粒子打到荧光屏上时，荧光屏能够发光．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对里．P为屏上的一个小孔，PQ与MN垂直．一群质量为m、电荷量为q的正、负两种带电粒子(不计重力)以相同的速率v从小孔P处沿垂直于磁场且与PQ夹角为θ的范围内向各个方向射入磁场区域，不计粒子间的相互作用．以下说法正确的是()图D8­5A．在荧光屏上P点两侧将消灭两个长度相等的条形亮线，其长度为eq\f(2mv,qB)(1－cosθ)B．在荧光屏上P点两侧将消灭两个长度相等的条形亮线，其长度为eq\f(2mv,qB)(1－sinθ)C．在荧光屏上将消灭一个圆形亮斑，其半径为eq\f(2mv,qB)D．在荧光屏上将消灭一个圆形亮环，其外半径为eq\f(2mv,qB)，内半径为eq\f(2mv,qB)cosθ图D8­67．如图D8­6所示，三角形磁场区域的三个顶点a、b、c在直角坐标系内的坐标分别为(0，2eq\r(3)cm)、(－2cm，0)、(2cm，0)，磁感应强度B＝4×10－4T，方向垂直于纸面对里．某正离子的比荷为eq\f(q,m)＝2.5×105C/kg，重力不计．大量的该正离子在t＝0时从O点以相同的速度v＝2eq\r(3)A．从ac边离开磁场的离子离开磁场时距c点最近的位置坐标为[eq\r(3)cm，(2eq\r(3)－3)cm]B．从a点离开磁场的离子在磁场中运动时间最长C．不行能有离子垂直于ab边离开磁场D．在t＝eq\f(π,300)s时运动时间最长的离子离开磁场8．如图D8­7所示，在半径为R的圆形区域内有垂直纸面对里的匀强磁场，在边长为2R的正方形区域里也有垂直于纸面对里的匀强磁场，两个磁场的磁感应强度大小相同．两个相同的带电粒子以相同的速率分别从M、N两点垂直于磁场方向射入匀强磁场．在M点射入的带电粒子的速度方向指向圆心，在N点射入的带电粒子的速度方向与边界垂直，且N点为正方形边长的中点．下列说法正确的是()图D8­7A．带电粒子在两个磁场中飞行的时间肯定不同B．从M点射入的带电粒子可能先飞出磁场C．从N点射入的带电粒子可能先飞出磁场D．从N点射入的带电粒子不行能比从M点射入的带电粒子先飞出磁场二、填空题(12分)9．(4分)已知地磁场的水平重量为B，利用这一值可以测定某一弱磁场的磁感应强度．图D8­8甲为测定通电线圈中心一点的磁感应强度的试验示意图，试验方法：①先将未通电的线圈平面固定于沿南北方向的竖直平面内，中心放一枚小磁针，N极指向北方；②给线圈通电，此时小磁针N极指向北偏东θ角后静止，图乙为俯视图．由此可以确定线圈中电流方向(由东向西看)为__________(选填“顺时针”或“逆时针”)方向，线圈中心的合磁感应强度大小为__________．图D8­8图D8­910．(8分)如图D8­9所示，平行板电容器的金属极板M、N间的距离为d，两板间存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面对外的匀强磁场，等离子群以速度v沿图示方向射入．已知电容器的电容为C，则：(1)当开关S断开时，稳定后电容器所带的电荷量Q______(选填“＝”“>”或“<”)BvdC；(2)当开关S闭合时，稳定后电容器所带的电荷量Q′______(选填“＝”“>”或“<”)BvdC.三、解答题(50分)11．(23分)如图D8­10所示，空间中O点放一质量为m、电荷量为＋q的微粒，过O点水平向右为x轴，竖直向下为y轴，MN为边界线，MN上方存在水平向右的匀强电场E，MN下方存在水平向左的匀强电场E′和垂直于纸面对里的匀强磁场．OM＝h.若由静止释放微粒，则微粒始终沿直线OP穿过此区域，OP与竖直方向的夹角为θ＝60°；若在O点给微粒沿x轴正方向的初速度v0，微粒将经过MN上的C点．重力加速度为g，电场强度E和E′大小未知，求：(1)C点的坐标；(2)匀强磁场的磁感应强度B.图D8­1012．2022·宁波期末(27分)如图D8­11所示，abcd是一个长方形盒子，在ad边和cd边上各开有小孔f和e，e是cd边上的中点，荧光屏M平行于cd放置，能显示从e孔射出的粒子落点的位置．盒子内有一方向垂直于abcd平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B.粒子源不断地放射相同的带电粒子，粒子的初速度可以忽视．粒子经电压为U的电场加速后，从f孔垂直于ad边射入盒内，再经磁场偏转后恰好从e孔射出．已知fd＝eq\r(3)L，cd＝2L，屏M与cd间的距离为eq\r(3)L，不计粒子重力和粒子之间的相互作用力．(1)求带电粒子的比荷eq\f(q,m).(2)求带电粒子从f孔运动到屏M的时间t.(3)若撤去磁场，盒子内加一平行于ad边的匀强电场，粒子经电场偏转后仍恰好从e孔射出，求电场的场强大小．图D8­11

45分钟单元力量训练卷(八)1．C[解析]由题意知，导线受到的安培力为F＝BIL，所以eq\f(F,I)＝BL，选项C正确．2．D[解析]当带电粒子的速度方向与磁场方向平行时，不受洛伦兹力作用，选项A、B错误；洛伦兹力的方向既和速度方向垂直，也和磁场垂直方和，选项C错误．3．D[解析]设粒子运动的轨道半径为R，则粒子运动的圆弧对应的圆心角为60°，故运动的轨迹长度为L＝eq\f(πR,3)，由几何关系可知，tan30°＝eq\f(r,R)，该粒子在磁场中运动的时间为t＝eq\f(L,v0).联立解得t＝eq\f(\r(3)πr,3v0)，选项D正确．4．D[解析]未加匀强磁场B之前，导线a和b在对方处产生的磁场方向相同，因Ia<Ib，所以在b导线处的磁感应强度较大；加上匀强磁场B后，导线a恰好不受安培力，说明匀强磁场B与导线b在导线a处产生的磁感应强度大小相等、方向相反，则匀强磁场B与导线b处产生的磁感应强度方向相反，合磁感应强度方向与导线a在导线b处产生的磁感应强度方向相同，大小比未加匀强磁场B之前要小．所以b所受的安培力比原来的安培力小，由左手定则可推断，安培力方向竖直向下．5．B[解析]刚释放时，小球所受的合力等于重力，加速度为g，A正确；小环从A到运动到D，弹簧先回复原长，再压缩，即弹簧对小环先做正功后做负功，C正确；小环从A运动到D，由动能定理得mgh＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,D)，可知小环到D点时的速度vD与小环的质量无关，B错误；小环到C点时的速度刚好为0，D正确．6．A[解析]如图所示沿PA方向射入的带负电的粒子打在屏上P点右侧的C点(离P最近的点)，沿PQ方向射入的带负电的粒子打在屏上P点右侧的D点(离P最远的点)，可知打在屏上P点右侧的为一亮线，因PD＝2R＝eq\f(2mv,qB)，PC＝2Rcosθ＝eq\f(2mv,qB)cosθ，所以亮线长度CD＝PD－PC＝eq\f(2mv,qB)(1－cosθ)；同理，带正电的粒子打在屏上P点左侧的亮线长度也为eq\f(2mv,qB)(1－cosθ)，选项A正确，B、C、D错误．7．ABD[解析]正离子在磁场中做圆周运动的轨迹圆半径R＝eq\f(mv,qB)＝2eq\r(3)cm，入射方向不同的离子的轨迹圆半径相同，各离子的轨迹圆是过O点的半径为R的动圆，且入射速度沿x轴正方向的离子离开磁场时距c点最近，最近点A的坐标为[eq\r(3)cm，(2eq\r(3)－3)cm]，选项A正确；当轨迹圆弧对应的弦最长时，圆心角最大，运动的时间最长，即从a点射出的离子的运动时间最长，该轨迹圆弧对应的圆心角为60°，运动时间t＝eq\f(T,6)＝eq\f(1,6)·eq\f(2πm,qB)＝eq\f(π,300)s，选项B、D正确；由几何关系可知，从O点沿与Oc成120°角方向射入磁场的离子将垂直于ab边离开磁场，选项C错误．8．BD[解析]假设粒子带负电，画出轨迹图如图所示，简洁得出粒子在圆形磁场中的轨迹长度不会大于在正方形磁场中的轨迹长度，故B、D正确．9．逆时针eq\f(B,cosθ)[解析]由于合磁场的方向指向北偏东θ角，地磁场的水平重量为B，方向向北，通电线圈在中心处产生的磁场方向应水平向东，依据安培定则可推断，线圈中电流方向(由东向西看)为逆时针方向．依据平行四边形定则，线圈中心处的合磁感应强度大小为eq\f(B,cosθ).10．(1)＝(2)<[解析](1)正、负离子在磁场中运动时受到洛伦兹力，正离子向N板偏转，负离子向M板偏转，当qeq\f(UNM,d)＝qvB时，离子不再偏转，故断开开关S时，稳定后电容器两极板间的电压UMN＝Bvd，电容器所带的电荷量Q＝BvdC.(2)当开关S闭合时，稳定后平行金属板及等离子群相当于一个电源，电源电动势E＝Bvd，由于内阻的存在，使得U′C＝U′MN<E＝Bvd，故此时电容器所带的电荷量Q′<BvdC.11．(1)eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\r(3)h＋v0\r(\f(2h,g))))，h))(2)eq\f(mg,q\r(6gh))[解析](1)微粒由静止释放时，在重力和电场力的合力作用下做匀加速直线运动，可得qE＝mgtan60°微粒以初速度v0运动时，在竖直方向有mg＝mayh＝eq\f(1,2)ayt2在水平方向有qE＝maxx＝v0t＋eq\f(1,2)axt2联立解得x＝eq\r(3)h＋v0eq\r(\f(2h,g))所以C点的坐标为eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\r(3)h＋v0\r(\f(2h,g))))，h))(2)设微粒由静止沿直线OP运动到D点的速度为v，由动能定理，有mgh＋Eqhtan60°＝eq\f(1,2)mv2微粒在MN下方做匀速直线运动，由平衡条件得qvB＝eq\f(mg,sin60°)联立解得B＝eq\f(mg,q\r(6gh))12．(1)eq\f(3U,2B2L2)(2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4π,9)＋\f(2\r(3),3)))eq\f(BL2,U)(3)eq\f(4\r(3)U,L)[解析](1)带电粒子在电场中加速，依据动能定理得qU＝eq\f(1,2)mv2，解得v＝eq\r(\f(2qU,m))粒子进入磁场后做匀速圆周运动，运动的轨迹如图所示，设圆周运动的半径为R，在三角形Ode中，有(eq\r(3)L－R)2＋L2＝R2解得R＝eq\f(2\r(3),3)L由洛伦兹力供应向心力，有qvB＝meq\f(v2,R)联立解得eq\f(q,m)＝eq\f(3U,2B2L2).(2)粒子运动的轨迹如图所示在三角形Ode中，∠dOe＝arcsineq\f(L,R)＝60°则弧ef所对应的圆心角是120°故弧长ef＝eq\f(2π,3)R＝eq\f(4\r(3),9)πL粒子出磁场后，做匀速直线运动，到达屏上的g点，eg长