2019高考物理一轮复习讲义章末自测卷（第九章）

章末自测卷(第九章)(限时：45分钟)一、单项选择题1.关于磁感应强度B，下列说法正确的是()A.根据磁感应强度的定义式B＝eq\f(F,IL)可知，磁感应强度B与F成正比，与IL成反比B.一小段通电导线放在磁感应强度为零处，它所受的磁场力一定为零C.一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处的磁感应强度一定为零D.磁场中某处磁感应强度的方向，与通电导线在该处所受磁场力的方向相同答案B2.(2018·江西南昌模拟)如图1所示，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极B，沿边缘内壁放一个圆环形电极A，把A、B分别与电源的两极相连，然后在玻璃皿中放入导电液体，现把玻璃皿放在如图所示的磁场中，液体就会旋转起来.若从上向下看，下列判断正确的是()图1A.A接电源正极，B接电源负极，液体顺时针旋转B.A接电源负极，B接电源正极，液体顺时针旋转C.A、B与50Hz的交流电源相接，液体持续旋转D.仅磁场的N、S极互换后，重做该实验发现液体旋转方向不变答案A解析若A接电源正极，B接电源负极，在电源外部电流由正极流向负极，因此电流由边缘流向中心，玻璃皿所在处的磁场竖直向下，由左手定则可知，导电液体受到的磁场力沿顺时针方向，因此液体沿顺时针方向旋转，故A正确；同理，若A接电源负极，B接电源正极，根据左手定则可知，液体沿逆时针方向旋转，故B错误；A、B与50Hz的交流电源相接，液体不会持续旋转，故C错误；若磁场的N、S极互换后，重做该实验发现液体旋转方向变化，故D错误.3.如图2所示，质量为m、长度为L的金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂在O、O′点，处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，棒中通以某一方向的电流，平衡时两细线与竖直方向夹角均为θ，重力加速度为g.则()图2A.金属棒中的电流方向由N指向MB.金属棒MN所受安培力的方向垂直于OMNO′平面向上C.金属棒中的电流大小为eq\f(mg,BL)tanθD.每条细线所受拉力大小为mgcosθ答案C解析平衡时两细线与竖直方向夹角均为θ，故金属棒受到安培力，根据左手定则，可判断金属棒中的电流方向由M指向N，故A错误；金属棒MN所受安培力的方向垂直于MN和磁场方向向右，故B错误；设每条细线所受拉力大小为FT，由受力分析可知，2FTsinθ＝BIL,2FTcosθ＝mg，得I＝eq\f(mg,BL)tanθ，故C正确；由受力分析可知，2FTcosθ＝mg，得FT＝eq\f(mg,2cosθ)，故D错误.4.不计重力的两个带电粒子M和N沿同一方向经小孔S垂直进入匀强磁场，在磁场中的径迹如图3.分别用vM与vN、tM与tN、eq\f(qM,mM)与eq\f(qN,mN)表示它们的速率、在磁场中运动的时间、荷质比，则()图3A.如果eq\f(qM,mM)＝eq\f(qN,mN)，则vM>vNB.如果eq\f(qM,mM)＝eq\f(qN,mN)，则tM<tNC.如果vM＝vN，则eq\f(qM,mM)>eq\f(qN,mN)D.如果tM＝tN，则eq\f(qM,mM)>eq\f(qN,mN)答案A解析由洛伦兹力提供向心力可得qvB＝meq\f(v2,r)，eq\f(q,m)＝eq\f(v,rB)，由它们在磁场中的轨迹可知，两个带电粒子M和N轨迹的半径关系为rM>rN，如果eq\f(qM,mM)＝eq\f(qN,mN)，则vM>vN，选项A正确；两个带电粒子M和N在匀强磁场中轨迹均为半个圆周，运动时间均为半个周期，由T＝eq\f(2πm,qB)可知，如果eq\f(qM,mM)＝eq\f(qN,mN)，则两个带电粒子M和N在匀强磁场中运动周期相等，tM＝tN，选项B错误，同理，选项D错误；由qvB＝meq\f(v2,r)，可解得v＝eq\f(rBq,m).如果vM＝vN，则eq\f(qM,mM)<eq\f(qN,mN)，选项C错误.二、多项选择题5.(2018·云南调研)如图4所示，磁流体发电机的长方体发电导管的前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可忽略的导电电极，两极间距为d，极板长和宽分别为a和b，这两个电极与可变电阻R相连.在垂直前后侧面的方向上有一匀强磁场，磁感应强度大小为B.发电导管内有电阻率为ρ的高温电离气体——等离子体，等离子体以速度v向右流动，并通过专用通道导出.不计等离子体流动时的阻力，调节可变电阻的阻值，则()图4A.运动的等离子体产生的感应电动势为E＝BavB.可变电阻R中的感应电流方向是从Q到PC.若可变电阻的阻值为R＝ρeq\f(d,ab)，则其中的电流为I＝eq\f(Bvab,2ρ)D.若可变电阻的阻值为R＝ρeq\f(d,ab)，则可变电阻消耗的电功率为P＝eq\f(B2v2dab,4ρ)答案CD解析根据左手定则，等离子体中的带正电粒子受到的洛伦兹力向上，带正电粒子累积在上极板，可变电阻R中电流方向从P到Q，B错误；当带电粒子受到的电场力与洛伦兹力平衡时，两极板间电压稳定，设产生的电动势为E，则有qvB＝qeq\f(E,d)，E＝Bdv，A错误；发电导管内等离子体的电阻r＝ρeq\f(d,ab)，若可变电阻的阻值为R＝ρeq\f(d,ab)，由闭合电路欧姆定律有I＝eq\f(E,R＋r)＝eq\f(Bvab,2ρ)，可变电阻消耗的电功率P＝I2R＝eq\f(B2v2dab,4ρ)，C、D正确.6.如图5甲所示，两根光滑平行导轨水平放置，间距为L，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B.垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒.从t＝0时刻起，棒上有如图乙所示的持续交变电流I，周期为T，最大值为Im，图甲中I所示方向为电流正方向.则金属棒()图5A.一直向右移动B.速度随时间周期性变化C.受到的安培力随时间周期性变化D.受到的安培力在一个周期内做正功答案ABC解析根据左手定则知金属棒在0～eq\f(T,2)内所受安培力向右，大小恒定，故金属棒向右做匀加速运动，在eq\f(T,2)～T内金属棒所受安培力与前半个周期大小相等、方向相反，金属棒向右做匀减速运动，一个周期结束时金属棒速度恰好为零，以后始终向右重复上述运动，选项A、B、C正确；在0～eq\f(T,2)时间内，安培力方向与运动方向相同，安培力做正功，在eq\f(T,2)～T时间内，安培力方向与运动方向相反，安培力做负功，在一个周期内，安培力所做的总功为零，选项D错误.7.如图6所示，相互正交的匀强电场方向竖直向下，匀强磁场垂直纸面向里.带有等量同种电荷的三个液滴在此空间中，a液滴静止不动，b液滴沿水平线向右做直线运动，c液滴沿水平线向左做直线运动.则下列说法中正确的是()图6A.三个液滴都带负电B.液滴b的速率一定大于液滴c的速率C.三个液滴中液滴b质量最大D.液滴b和液滴c一定做的是匀速直线运动答案AD解析a液滴受力平衡，有Ga＝qE，重力和电场力等值、反向、共线，故电场力向上，由于电场强度向下，故液滴带负电，b液滴受力平衡，有Gb＋qvbB＝qE，c液滴受力平衡，有Gc＝qvcB＋qE，解得Gc>Ga>Gb，即mc>ma>mb，故A正确，C错误；由以上分析可知，无法确定b与c洛伦兹力大小，因此无法确定液滴速率大小，故B错误；根据F洛＝qvB可知，液滴的洛伦兹力受到速率的约束，若不是做匀速直线运动，则洛伦兹力变化，导致受力不平衡，那么就不可能做直线运动，故D正确.综上本题选A、D.三、非选择题8.如图7所示，一个质量为m、电荷量为q的正离子，在D处沿图示方向以一定的速度射入磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里.结果离子正好从距A点为d的小孔C沿垂直于电场方向进入匀强电场，此电场方向与AC平行且向上，最后离子打在G处，而G处距A点2d(AG⊥AC)，不计离子重力，离子运动轨迹在纸面内.求：图7(1)此离子在磁场中做圆周运动的半径r；(2)离子从D处运动到G处所需时间；(3)离子到达G处时的动能.答案(1)eq\f(2,3)d(2)eq\f(9＋2πm,3Bq)(3)eq\f(4B2q2d2,9m)解析(1)正离子运动的轨迹如图所示.磁场中做圆周运动的半径r满足：d＝r＋rcos60°，解得r＝eq\f(2,3)d(2)设离子在磁场中的运动速度为v0，则有：qv0B＝meq\f(v\o\al(

2,0),r).T＝eq\f(2πr,v0)＝eq\f(2πm,qB)，由图知离子在磁场中做圆周运动的时间为：t1＝eq\f(1,3)T＝eq\f(2πm,3Bq)离子在电场中做类平抛运动，从C到G的时间为：t2＝eq\f(2d,v0)＝eq\f(3m,Bq)，离子从D处运动到G处所需时间为：t＝t1＋t2＝eq\f(9＋2πm,3Bq)(3)设电场强度为E，则有：qE＝mad＝eq\f(1,2)at22由动能定理得：qEd＝EkG－eq\f(1,2)mv02解得EkG＝eq\f(4B2q2d2,9m)9.aa′、bb′、cc′为足够长的匀强磁场分界线，相邻两分界线间距均为d，磁场方向如图8所示，Ⅰ、Ⅱ区域磁感应强度分别为B和2B，边界aa′上有一粒子源P，平行于纸面向各个方向发射速率为eq\f(2Bqd,m)的带正电粒子，Q为边界bb′上一点，PQ连线与磁场边界垂直，已知粒子质量为m，电荷量为q，不计粒子重力和粒子间相互作用力，求：图8(1)沿PQ方向发射的粒子飞出Ⅰ区时经过bb′的位置；(2)粒子第一次通过边界bb′的位置范围；(3)进入Ⅱ区的粒子第一次在磁场Ⅱ区中运动的最长时间和最短时间.答案见解析解析(1)由洛伦兹力提供向心力得Bqv＝eq\f(mv2,r1)r1＝eq\f(mv,Bq)把v＝eq\f(2Bqd,m)代入得r1＝2d如图甲所示，sinθ＝eq\f(d,2d)＝eq\f(1,2)，θ＝30°PM＝QN＝2d－2dcosθ＝(2－eq\r(3))d则经过bb′的位置为Q下方(2－eq\r(3))d处(2)当带正电粒子速度竖直向上进入磁场Ⅰ，距离Q点上方最远，如图乙所示，由几何关系得cosα1＝eq\f(d,2d)＝eq\f(1,2)，α1＝60°QH1＝2dsinα1＝eq\r(3)d当带正电粒子进入磁场Ⅰ后与bb′相切时，距离Q点下方最远，如图丙所示，由几何关系得cosα2＝eq\f(d,2d)＝eq\f(1,2)，α2＝60°QH2＝2dsinα2＝eq\r(3)d粒子通过的范围长度为L＝2eq\r(3)d(3)r2＝eq\f(mv,q·2B)＝dT＝eq\f(2πr2,v)＝eq\f(πm,Bq)轨迹圆所对应的弦越