2018屆高考物理一輪總復(fù)習(xí)第八章磁場(chǎng)章末檢測(cè)卷

1、第八章磁場(chǎng)一、選擇題（本題共8小題，每小題6分，共48分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中， 第1 5題只有一項(xiàng)符合題目要求，第 68題有多項(xiàng)符合題目要求.全部選對(duì)的得 6分，選對(duì)但 不全白得3分，有選錯(cuò)或不選的得 0分.）1. （2017 河北省重點(diǎn)中學(xué)調(diào)研）如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界為平行四邊形ABDC其中AC邊與對(duì)角線(xiàn)BC垂直，一束電子以大小不同的速度沿BC從B點(diǎn)射入磁場(chǎng)，不計(jì)電子的重力和電子之間的相互作用，關(guān)于電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的情況，下列說(shuō)法中正確的是（）A從AB邊出射的電子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間都相等B.從AC邊出射的電子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間都相等C.入射速度越大的電子，其運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)D.入射速度越大的電子，其運(yùn)動(dòng)

2、軌跡越長(zhǎng) 2 7tm0解析：電子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期 T= =，保持不變，電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為 t=2T, 軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角 0越大，運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng).電子沿 BC方向入射，若從 AB邊射出時(shí)，根據(jù) 幾何知識(shí)可知在 AB邊射出的電子軌跡所對(duì)應(yīng)的圓心角相等，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，與速 度無(wú)關(guān).故選項(xiàng) A正確，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；從AC邊射出的電子軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角不相等，且入射速度越大，其運(yùn)動(dòng)軌跡越短，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間不相等.故選項(xiàng) B D錯(cuò)誤.答案：A2. （2017 煙臺(tái)模擬）初速度為vo的電子，沿平行于通電長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)的方向射出，直導(dǎo)線(xiàn)中電流方向與電子的初始運(yùn)動(dòng)方向如圖所示，則 （）e左 右A.電子將向右偏轉(zhuǎn)

3、，速率不變B.電子將向左偏轉(zhuǎn)，速率改變C.電子將向左偏轉(zhuǎn)，速率不變D.電子將向右偏轉(zhuǎn)，速率改變解析：導(dǎo)線(xiàn)在電子附近產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，由左手定則知，電子受到的洛倫茲力方向向右，電子向右偏轉(zhuǎn)，但由于洛倫茲力不做功，電子速率不變，A正確.答案：A3. （2016 新鄉(xiāng)模擬）如圖所示的虛線(xiàn)區(qū)域內(nèi)，充滿(mǎn)垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng).一帶電粒子 a（不計(jì)重力）以一定的初速度由左邊界的 O點(diǎn)射入磁場(chǎng)、電場(chǎng)區(qū)域，恰好沿直線(xiàn)由區(qū)域右邊界的。點(diǎn)（圖中未標(biāo)出）穿出.若撤去該區(qū)域內(nèi)的磁場(chǎng)而保留 電場(chǎng)不變，另一個(gè)同樣的粒子 b（不計(jì)重力）仍以相同初速度由 。點(diǎn)射入，從區(qū)域右邊界穿出,則粒子b（

4、 ）XBXXA.穿出位置一定在 O'點(diǎn)下方B.穿出位置一定在 O'點(diǎn)上方C.運(yùn)動(dòng)時(shí)，在電場(chǎng)中的電勢(shì)能一定減小D.在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)能一定減小解析：a粒子要在電場(chǎng)、磁場(chǎng)的復(fù)合場(chǎng)區(qū)內(nèi)做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則該粒子一定沿水平方向做勻 速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，故對(duì)粒子 a有Bqv= Eq,即只要滿(mǎn)足E= Bv無(wú)論粒子帶正電還是負(fù)電，粒子都可以沿直線(xiàn)穿出復(fù)合場(chǎng)區(qū)；當(dāng)撤去磁場(chǎng)只保留電場(chǎng)時(shí)， 粒子b由于電性不確定，故無(wú)法判斷從。點(diǎn)的上方還是下方穿出，選項(xiàng)A B錯(cuò)誤；粒子b在穿過(guò)電場(chǎng)區(qū)的過(guò)程中必然受到電場(chǎng)力的作用而做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力做正功，其電勢(shì)能減小，動(dòng)能增大，故選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤.答案：C4. （2016黃岡

5、模擬）如圖所示，在紙面內(nèi)半徑為 R的圓形區(qū)域中充滿(mǎn)了垂直紙面向里、磁感應(yīng)弓11度為 B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一點(diǎn)電荷從圖中A點(diǎn)以速度V0垂直磁場(chǎng)射入，當(dāng)該電荷離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)，速度方向剛好改變了180。，不計(jì)電荷的重力，下列說(shuō)法正確的是（）;XXXX XXUXX ：/A.該點(diǎn)電荷離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)速度方向的反向延長(zhǎng)線(xiàn)通過(guò)。點(diǎn)B.該點(diǎn)電荷的比荷q = 2v0m BRC.該點(diǎn)電荷在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間 t = 臚3v OD.該點(diǎn)電荷帶正電解析：根據(jù)左手定則可知，該點(diǎn)電荷帶負(fù)電，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其速度方向的偏向角等于其運(yùn)動(dòng)軌跡所對(duì)應(yīng)的圓心角，根據(jù)題意，該粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡剛好是半個(gè)圓周， 畫(huà)出其運(yùn)動(dòng)

6、軌跡并找出圓心 O,如圖所示，根據(jù)幾何關(guān)系可知， 軌道半徑r ="根據(jù)r =乎和t=Z工可求出，該點(diǎn)電荷的比荷為 q=曾和該點(diǎn)電荷在磁場(chǎng)中2Bq vom BR的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=p,所以選項(xiàng)B正確，C錯(cuò)誤；該點(diǎn)電荷離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)速度方向的反向延長(zhǎng)線(xiàn) 2v0不通過(guò)。點(diǎn)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤.答案：B5. （2016 張家界模擬）如圖所示，銅質(zhì)導(dǎo)電板（單位體積的電荷數(shù)為 n）置于勻強(qiáng)磁場(chǎng) 中，用電源、開(kāi)關(guān)、電流表、電壓表可以測(cè)出磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向.將電路接通，串聯(lián)在AB線(xiàn)中的電流表讀數(shù)為I,電流方向從 A到B,并聯(lián)在CD兩端的電壓表的讀數(shù)為 UCD>0, 已知銅質(zhì)導(dǎo)電板厚 h、橫截面積為S,電子電

7、荷量為e.則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向可 能是（）113“ neSU HAN、垂直紙面向外nSUB 1r、豎直向上neSU。獷、垂直紙面向里nSU 什士一, DK、豎直向下解析：銅質(zhì)導(dǎo)電板靠電子導(dǎo)電，當(dāng)銅質(zhì)導(dǎo)電板通電時(shí),Uhe=Bev,式中v為電子正向運(yùn)D錯(cuò)；根據(jù)左手定則可知，磁感動(dòng)的速度，由電流的微觀(guān)定義得I=neSv,得B=neSU, B、Ih應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向外，A對(duì)，C錯(cuò).答案：A6. （2017 衡水模擬）如圖所示，從離子源發(fā)射出白正離子，經(jīng)加速電壓U加速后進(jìn)入相互垂直的電場(chǎng)（E方向豎直向上）和磁場(chǎng)（B方向垂直紙面向外）中，發(fā)現(xiàn)離子向上偏轉(zhuǎn).要使此離子沿直線(xiàn)通過(guò)電磁場(chǎng)，需要（）

8、B.增加E,減小UA.增加E,減小BC.適當(dāng)增加UD.適當(dāng)減小E解析：要使粒子在復(fù)合場(chǎng)中做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，必須滿(mǎn)足條件Eq= qvB.根據(jù)左手定則可知正離子所受的洛倫茲力的方向豎直向下，因正離子向上極板偏轉(zhuǎn)的原因是電場(chǎng)力大于洛倫茲力，所以為了使粒子在復(fù)合場(chǎng)中做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則要么增大洛倫茲力，要么減小電場(chǎng) 力.增大電場(chǎng)強(qiáng)度 E,即可以增大電場(chǎng)力，減小磁感應(yīng)強(qiáng)度B,即減小洛倫茲力，不滿(mǎn)足要求，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；減小加速電壓 U,則洛倫茲力減小，而增大電場(chǎng)強(qiáng)度E,則電場(chǎng)力增大,1 22 2eU不滿(mǎn)足要求，故選項(xiàng) B錯(cuò)誤；加速電場(chǎng)中，根據(jù) eUI= mG可得v2 = ,適當(dāng)?shù)卦龃蠹铀匐?壓U,從而增大洛倫

9、茲力，故選項(xiàng) C正確；根據(jù)適當(dāng)減小電場(chǎng)強(qiáng)度 E,從而減小電場(chǎng)力，故 選項(xiàng)D正確.答案：CD7. 如圖所示，虛線(xiàn)空間中存在由勻強(qiáng)電場(chǎng)E和勻強(qiáng)磁場(chǎng)B組成的正交或平行的電場(chǎng)和磁場(chǎng)，有一個(gè)帶正電小球（電荷量為+ q,質(zhì)量為 m）從正交或平行的電磁混合場(chǎng)上方的某一高度自由落下，那么，帶電小球可能沿直線(xiàn)通過(guò)的是（）解析：帶電小球進(jìn)入復(fù)合場(chǎng)時(shí)受力情況:（項(xiàng)mgmgmg其中只有C D兩種情況下合外力可能為零或與速度的方向相同，所以有可能沿直線(xiàn)通過(guò)復(fù)合場(chǎng)區(qū)域，A項(xiàng)中力qvB隨速度v的增大而增大，所以三力的合力不會(huì)總保持在豎直方向，合力與速度方向?qū)a(chǎn)生夾角，做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，所以A錯(cuò).答案：CDD形金屬盒8. （201

10、7 綿陽(yáng)模擬）粒子回旋加速器的工作原理如圖所示，置于真空中的的半徑為R,兩金屬盒間的狹縫很小，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與金屬盒盒面垂直，高頻交流電的頻率為f,加速電壓為U,若中心粒子源處產(chǎn)生的質(zhì)子質(zhì)量為n電荷量為+ e,在圖甲圖乙不改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B和交流電的頻率f ,該加速器也可加速E粒子B.加速的粒子獲得的最大動(dòng)能隨加速電壓U的增大而增大C.質(zhì)子被加速后的最大速度不能超過(guò)2兀RfD.質(zhì)子第二次和第一次經(jīng)過(guò)D形盒間狹縫后軌道半徑之比為小：1. 一 . 2兀 R解析：質(zhì)子被加速獲得的最大速度受到D形盒最大半徑的制約，vm= - =2% Rf, C正確；粒子旋轉(zhuǎn)頻率為f=2Bqm，與被加速粒子的比

11、荷有關(guān)，所以A錯(cuò)誤；粒子被加速的最 知半徑比為 2 ： 1, D正確.2,mW2 2 2 一 ，.一 一 一一 ，一大動(dòng)能Ekm= -y = 2m兀R2f ,與加速電壓 U無(wú)關(guān)，B錯(cuò)誤；因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)半徑mv2 mvR= Bq' nUq= 2 '答案：CD（非選擇題（本題共5小題，共52分.按題目要求作答， 解答題應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟，只寫(xiě)出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明 確寫(xiě)出數(shù)值和單位.）9. （8分）如圖所示，PQ和MN為水平平行放置的金屬導(dǎo)軌，相距L=1 mn導(dǎo)體棒ab跨放在導(dǎo)軌上，棒的質(zhì)量為m= 0.2 kg,棒的中點(diǎn)用細(xì)繩經(jīng)定滑輪與

12、一物體相連（繩與棒垂直），物體的質(zhì)量為 M= 0.3 kg.導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌的動(dòng)摩擦因數(shù)為科=0.5（g取10 m/s2）,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B= 2 T,方向豎直向下，為了使物體勻速上升，應(yīng)在棒中通入多大的電流？方 向如何？解析：對(duì)導(dǎo)體棒ab受力分析，由平衡條件得，豎直方向Fn= mg, （2分）水平方向BIL -Ff-Mg= 0, （2分）又 Ff=Fn.（2 分）聯(lián)立解得I = 2 A. （1分）由左手定則知電流方向由a指向b.（1分）答案：2 A電流方向由a指向b10. （10分）橫截面為正方形 abcd的勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B, 一個(gè)帶電粒子以垂直于磁場(chǎng)方向、在ab邊的中點(diǎn)與ab邊成

13、30°角的速度vo射入磁場(chǎng)，如圖所示，帶電粒子恰好不從ad邊離開(kāi)磁場(chǎng)，已知粒子的質(zhì)量為m,正方形邊長(zhǎng)為L(zhǎng),不計(jì)重力，求：xxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxx XXXXXXXXXXXXxxxxxxxxxxxx（1）粒子帶何種電荷？粒子的電荷量是多少？（2）粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.r.解析：（1）根據(jù)左手定則，粒子帶正電荷，設(shè)粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為由幾何條件有r+rcos 60 ° = L, （1分）解得= 3.（1分）X X X X X X X X X X X X X X X X X X X XX X X X X X X X2根據(jù)牛頓第二定律mw 八qv0B=

14、, （2 分）所以q =mv） Br3mvBL.（1（2）設(shè)周期為T(mén),由幾何條件可知粒子軌道所對(duì)的圓心角為300° , （1 分）5所以t =6（1分）2 71r又T=Vo27tL3vo '（2分）解得 t = ,T= 5： L.（i 分）69vo答案：（1）粒子帶正電荷,3mvo57tLBL （2） 9vo11. （1o分）如圖甲所示，M N為豎直放置彼此平行的兩塊平板，板間距離為d,兩板中央各有一個(gè)小孔 。O'正對(duì)，在兩板間有垂直于紙面方向的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化如圖乙所示，設(shè)垂直紙面向里的磁場(chǎng)方向?yàn)檎较?有一群正離子在t = O時(shí)垂直于 M板從小孔O射入

15、磁場(chǎng).已知正離子質(zhì)量為 mK帶電荷量為q,正離子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期與磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的周期都為T(mén)o,不考慮由于磁場(chǎng)變化而產(chǎn)生的電場(chǎng)的影響，不計(jì)離子所受重力.求：N圖甲圖乙磁感應(yīng)強(qiáng)度區(qū)的大小;（2）要使正離子從 O'孔垂直于N板射出磁場(chǎng)，正離子射入磁場(chǎng)時(shí)的速度V0的可能值.解析：（1）正離子射入磁場(chǎng)，洛倫茲力提供向心力2 fV0qvoBo= m，（2 分） 2r 做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期To=.（2分）V0聯(lián)立兩式得磁感應(yīng)強(qiáng)度Bo=24m（1分）ql 0（2）要使正離子從 O'孔垂直于 N板射出磁場(chǎng)，Vo的方向應(yīng)如圖所示，兩板之間正離子 d只運(yùn)動(dòng)一個(gè)周期即 To時(shí)，有r =

16、4.（3分）當(dāng)兩板之間正離子運(yùn)動(dòng)n個(gè)周期即nT。時(shí)，有d八r = 4n（n =1, 2, 3,）.（1 分）聯(lián)立求解，得正離子的速度的可能值為3呼=非（n = 1, 2, 3,）（1 分）答案：（1）祟就（n = 1, 2, 3,）ql 0 2nI。12. （12分）（2014 重慶卷）某電子天平原理如圖所示，E形磁鐵的兩側(cè)為 N極，中心為S極，兩極間的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B,磁極寬度均為 L,忽略邊緣效應(yīng)，一正方形線(xiàn)圈套于中心磁極，其骨架與秤盤(pán)連為一體，線(xiàn)圈兩端 C D與外電路連接，當(dāng)質(zhì)量為 m的重物放 在秤盤(pán)上時(shí)，彈簧被壓縮，秤盤(pán)和線(xiàn)圈一起向下運(yùn)動(dòng)（骨架與磁極不接觸），隨后外電路對(duì)線(xiàn) 圈供電

17、，秤盤(pán)和線(xiàn)圈恢復(fù)到未放重物時(shí)的位置并靜止，由此時(shí)對(duì)應(yīng)的供電電流I可確定重物的質(zhì)量.已知線(xiàn)圈匝數(shù)為 n,線(xiàn)圈電阻為R,重力加速度為g.問(wèn)：贊骨架（1）線(xiàn)圈向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，線(xiàn)圈中感應(yīng)電流是從C端還是從D端流出?（2）供電電流I是從C端還是從D端流入？求重物質(zhì)量與電流的關(guān)系；若線(xiàn)圈消耗的最大功率為P,該電子天平能稱(chēng)量的最大質(zhì)量是多少？解析：（1）由右手定則可知線(xiàn)圈向下運(yùn)動(dòng)，感應(yīng)電流從C端流出.（1分）（2）設(shè)線(xiàn)圈受到的安培力為Fa,外加電流從 D端流入.（1分）由Fa= mg（2分）Fa= 2nBIL,（2 分）2nBL得 m= -g-I.（1 分）（3）設(shè)稱(chēng)量最大質(zhì)量為no,（2分）2nBL由 m

18、= -I , gP= I2R,（2 分）/口 2nBL P 八（2）從D端流入m= nBLIg得 m=gJ r （1 分）答案：（1）電流從C端流出13. （12分）（2015 浙江卷）使用回旋加速器的實(shí)驗(yàn)需要把離子束從加速器中引出，離子束引出的方法有磁屏蔽通道法和靜電偏轉(zhuǎn)法等.質(zhì)量為 m,速度為v的離子在回旋加速器內(nèi)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)軌道是半徑為 r的圓，圓心在。點(diǎn)，軌道在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，應(yīng)強(qiáng)度為B.為引出離子束，使用磁屏蔽通道法設(shè)計(jì)引出器.引出器原理如圖所示，一堆圓磁感弧形金屬板組成弧形引出通道，通道的圓心位于。點(diǎn)（O'點(diǎn)圖中未畫(huà)出）.引出離子時(shí),令引出通道內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度降低，從而使離子從P點(diǎn)進(jìn)入通道，沿通道中