江蘇專(zhuān)用2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí)第九章磁場(chǎng)章末過(guò)關(guān)檢測(cè).doc

第九章 磁場(chǎng)章末過(guò)關(guān)檢測(cè)(九) (時(shí)間：45分鐘分值：100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共6小題，每小題6分，共36分在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)正確)1.如圖所示，A為一水平旋轉(zhuǎn)的橡膠盤(pán)，帶有大量均勻分布的負(fù)電荷，在圓盤(pán)正上方水平放置一通電直導(dǎo)線(xiàn)，電流方向如圖當(dāng)圓盤(pán)高速繞中心軸OO轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通電直導(dǎo)線(xiàn)所受磁場(chǎng)力的方向是() A豎直向上B豎直向下C水平向里 D水平向外解析：選C.從上向下看，由于帶負(fù)電的圓盤(pán)順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，形成的等效電流為逆時(shí)針?lè)较?，由安培定則判定所產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向豎直向上由左手定則可判定通電導(dǎo)線(xiàn)所受安培力的方向水平向里，故C正確2.如圖所示，在直角三角形ABC的A點(diǎn)和B點(diǎn)分別固定一垂直紙面向外和向里的無(wú)限長(zhǎng)通電直導(dǎo)線(xiàn)，其電流強(qiáng)度分別為IA和IB，A30，通電直導(dǎo)線(xiàn)形成的磁場(chǎng)在空間某點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度Bk，k為比例系數(shù)，r為該點(diǎn)到導(dǎo)線(xiàn)的距離，I為導(dǎo)線(xiàn)的電流強(qiáng)度當(dāng)一電子在C點(diǎn)的速度方向垂直紙面向外時(shí)，所受洛倫茲力方向垂直BC向下，則兩直導(dǎo)線(xiàn)的電流強(qiáng)度IB與IA之比為() A. BC. D解析：選D.由左手定則可知C點(diǎn)處磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B合的方向平行BC向右，設(shè)A處導(dǎo)線(xiàn)和B處導(dǎo)線(xiàn)在C處形成的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為BA和BB，方向分別與AC和BC垂直，如圖所示，可知sin 30，又，計(jì)算可得，D正確3.一直導(dǎo)線(xiàn)平行于通電螺線(xiàn)管的軸線(xiàn)放置在螺線(xiàn)管的上方，如圖所示，如果直導(dǎo)線(xiàn)可以自由地運(yùn)動(dòng)且通以方向?yàn)橛蒩到b的電流，則導(dǎo)線(xiàn)ab受磁場(chǎng)力后的運(yùn)動(dòng)情況為() A從上向下看順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)并靠近螺線(xiàn)管B從上向下看順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)并遠(yuǎn)離螺線(xiàn)管C從上向下看逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)并遠(yuǎn)離螺線(xiàn)管D從上向下看逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)并靠近螺線(xiàn)管解析：選D.先由安培定則判斷出通電螺線(xiàn)管的N、S極，找出導(dǎo)線(xiàn)左、右兩端磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，并用左手定則判斷這兩端受到的安培力的方向，如圖甲所示可以判斷導(dǎo)線(xiàn)受磁場(chǎng)力后從上向下看逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)再分析此時(shí)導(dǎo)線(xiàn)位置的磁場(chǎng)方向，再次用左手定則判斷導(dǎo)線(xiàn)受磁場(chǎng)力的方向，如圖乙所示，導(dǎo)線(xiàn)還要靠近螺線(xiàn)管，所以D正確，A、B、C錯(cuò)誤4.(2019東北三校聯(lián)考)如圖所示，某種帶電粒子由靜止開(kāi)始經(jīng)電壓為U1的電場(chǎng)加速后，射入水平放置、電勢(shì)差為U2的兩導(dǎo)體板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，帶電粒子沿平行于兩板的方向從兩板正中間射入，穿過(guò)兩板后又垂直于磁場(chǎng)方向射入邊界線(xiàn)豎直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，則粒子射入磁場(chǎng)和射出磁場(chǎng)的M、N兩點(diǎn)間的距離d隨著U1和U2的變化情況為(不計(jì)重力，不考慮邊緣效應(yīng))() Ad隨U1變化，d與U2無(wú)關(guān)Bd與U1無(wú)關(guān)，d隨U2變化Cd隨U1變化，d隨U2變化Dd與U1無(wú)關(guān)，d與U2無(wú)關(guān)解析：選A.設(shè)帶電粒子在加速電場(chǎng)中被加速后的速度為v0，根據(jù)動(dòng)能定理有qU1mv.設(shè)帶電粒子從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中出來(lái)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小為v，與水平方向的夾角為，如圖所示，在磁場(chǎng)中有r，v，而d2rcos ，聯(lián)立各式解得d2，因而選項(xiàng)A正確5.(2016高考四川卷)如圖所示，正六邊形abcdef區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)一帶正電的粒子從f點(diǎn)沿fd方向射入磁場(chǎng)區(qū)域，當(dāng)速度大小為vb時(shí)，從b點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為tb；當(dāng)速度大小為vc時(shí)，從c點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為tc.不計(jì)粒子重力則() Avbvc12，tbtc21Bvbvc21，tbtc12Cvbvc21，tbtc21Dvbvc12，tbtc12解析：選A.設(shè)正六邊形的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，一帶正電的粒子從f點(diǎn)沿fd方向射入磁場(chǎng)區(qū)域，當(dāng)速度大小為vb時(shí)，從b點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)，由幾何關(guān)系可知，粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑rbL，粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡所對(duì)應(yīng)的圓心角為120，由洛倫茲力提供向心力Bqvb，得L，且T，得tb；當(dāng)速度大小為vc時(shí)，從c點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)，由幾何關(guān)系可知，粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡所對(duì)應(yīng)的圓心角260，粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑rcL2L，同理有2L，tc，解得vbvc12，tbtc21，A正確6.如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)有一垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，P為磁場(chǎng)邊界上的一點(diǎn)有無(wú)數(shù)帶有同樣電荷、具有同樣質(zhì)量的粒子在紙面內(nèi)沿各個(gè)方向以相同的速率通過(guò)P點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)這些粒子射出邊界的位置均處于邊界的某一段圓弧上，這段圓弧的弧長(zhǎng)是圓周長(zhǎng)的.將磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小從原來(lái)的B1變?yōu)锽2，結(jié)果相應(yīng)的弧長(zhǎng)變?yōu)樵瓉?lái)的一半，則B2B1等于()A. BC2 D3解析：選B.當(dāng)軌跡半徑小于或等于磁場(chǎng)區(qū)半徑時(shí)，粒子射出圓形磁場(chǎng)的點(diǎn)離入射點(diǎn)最遠(yuǎn)距離為軌跡直徑如圖所示，當(dāng)粒子從圓周射出磁場(chǎng)時(shí)，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡直徑為PQ，粒子都從圓弧PQ之間射出，因此軌跡半徑r1Rcos 30R；若粒子射出的圓弧對(duì)應(yīng)弧長(zhǎng)為“原來(lái)”的一半，即周長(zhǎng)，對(duì)應(yīng)的弦長(zhǎng)為R，即粒子運(yùn)動(dòng)軌跡直徑等于磁場(chǎng)區(qū)半徑R，軌跡半徑r2，由r可得.選項(xiàng)B正確二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題，每小題6分，共24分在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有錯(cuò)選或不答的得0分)7如圖所示，導(dǎo)電物質(zhì)為電子的霍爾元件位于兩串聯(lián)線(xiàn)圈之間，線(xiàn)圈中電流為 I，線(xiàn)圈間產(chǎn)生勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小 B 與 I 成正比，方向垂直于霍爾元件的兩側(cè)面，此時(shí)通過(guò)霍爾元件的電流為 IH，與其前后表面相連的電壓表測(cè)出的霍爾電壓 UH 滿(mǎn)足：UHk，式中k為霍爾系數(shù)，d為霍爾元件兩側(cè)面間的距離電阻R遠(yuǎn)大于RL，霍爾元件的電阻可以忽略，則()A霍爾元件前表面的電勢(shì)低于后表面 B若電源的正負(fù)極對(duì)調(diào)，電壓表將反偏CIH與I成正比D電壓表的示數(shù)與RL 消耗的電功率成正比解析：選CD.當(dāng)霍爾元件通有電流IH時(shí)，根據(jù)左手定則，電子將向霍爾元件的后表面運(yùn)動(dòng)，故霍爾元件的前表面電勢(shì)較高若將電源的正負(fù)極對(duì)調(diào)，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向換向，IH方向變化，根據(jù)左手定則，電子仍向霍爾元件的后表面運(yùn)動(dòng)，故仍是霍爾元件的前表面電勢(shì)較高，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；因R與RL并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)分流，得IHI，故IH與I成正比， 選項(xiàng)C正確；由于B與I成正比，設(shè)BaI，則ILI，PLIRL，故UHkPL，知UHPL，選項(xiàng)D正確8.(2019湖北宜城一中高三模擬)如圖所示，一條形磁鐵放在水平桌面上，在其左上方固定一根與磁鐵垂直的長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)，當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)中通以圖示方向的電流時(shí)()A磁鐵對(duì)桌面的壓力增大B磁鐵對(duì)桌面的壓力減小C磁鐵受到向右的摩擦力作用D磁鐵受到向左的摩擦力作用解析：選BC.根據(jù)條形磁鐵磁感線(xiàn)分布情況得到直線(xiàn)電流所在位置磁場(chǎng)方向(切線(xiàn)方向)，再根據(jù)左手定則判斷安培力方向，如圖甲；根據(jù)牛頓第三定律，電流對(duì)磁鐵的作用力向左上方，F(xiàn)F，如圖乙；根據(jù)平衡條件，可知通電后支持力變小，靜摩擦力變大，故磁鐵對(duì)桌面的壓力變小，而靜摩擦力向右選項(xiàng)B、C正確9(2019泰州模擬)如圖所示，有一個(gè)正方形的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域abcd，e是ad的中點(diǎn)，f是cd的中點(diǎn)，如果在a點(diǎn)沿對(duì)角線(xiàn)方向以速度v射入一帶負(fù)電的帶電粒子，恰好從e點(diǎn)射出，則()A如果粒子的速度增大為原來(lái)的二倍，將從d點(diǎn)射出B如果粒子的速度增大為原來(lái)的三倍，則出射點(diǎn)在f點(diǎn)下面C如果粒子的速度不變，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，也將從d點(diǎn)射出D只改變粒子的速度使其分別從e、d、f點(diǎn)射出時(shí)，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間關(guān)系為：tetd>tf解析：選ABD.作出示意圖，如圖所示，根據(jù)幾何關(guān)系可以看出，當(dāng)粒子從d點(diǎn)射出時(shí)，軌道半徑增大為原來(lái)的二倍，由半徑公式R可知，速度v增大為原來(lái)的二倍或磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉?lái)的一半，A項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤；如果粒子的速度增大為原來(lái)的三倍，則軌道半徑也變?yōu)樵瓉?lái)的三倍，從圖中看出，出射點(diǎn)在f點(diǎn)下面，B項(xiàng)正確；據(jù)粒子的周期公式T，可知粒子的周期與速度無(wú)關(guān)，在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間取決于其軌跡圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角，所以從e、d點(diǎn)射出時(shí)所用時(shí)間相等，從f點(diǎn)射出時(shí)所用時(shí)間最短，D項(xiàng)正確10.如圖所示，一個(gè)絕緣且內(nèi)壁光滑的環(huán)形細(xì)圓管固定于豎直平面內(nèi)，環(huán)的半徑為R(比細(xì)圓管的內(nèi)徑大得多)在圓管的最低點(diǎn)有一個(gè)直徑略小于細(xì)圓管內(nèi)徑的帶正電小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，小球的質(zhì)量為m，帶電荷量為q，重力加速度為g.空間存在一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小未知(不為零)，方向垂直于環(huán)形細(xì)圓管所在平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)某時(shí)刻，給小球一方向水平向右、大小為v0 的初速度，則以下判斷正確的是()A無(wú)論磁感應(yīng)強(qiáng)度大小如何，獲得初速度后的瞬間，小球在最低點(diǎn)一定受到管壁的彈力作用B無(wú)論磁感應(yīng)強(qiáng)度大小如何，小球一定能到達(dá)環(huán)形細(xì)圓管的最高點(diǎn)，且小球在最高點(diǎn)一定受到管壁的彈力作用C無(wú)論磁感應(yīng)強(qiáng)度大小如何，小球一定能到達(dá)環(huán)形細(xì)圓管的最高點(diǎn)，且小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)的速度大小都相同D小球從環(huán)形細(xì)圓管的最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到所能到達(dá)的最高點(diǎn)的過(guò)程中，水平方向分速度的大小一直減小解析：選BC.小球在軌道最低點(diǎn)時(shí)受到的洛倫茲力方向豎直向上，若洛倫茲力和重力的合力恰好提供小球所需要的向心力，則在最低點(diǎn)時(shí)小球不會(huì)受到管壁彈力的作用，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；小球運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，洛倫茲力不做功，小球的機(jī)械能守恒，運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)時(shí)小球的速度v，由于是雙層軌道約束，小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不會(huì)脫離軌道，所以小球一定能到達(dá)軌道的最高點(diǎn)，C選項(xiàng)正確；在最高點(diǎn)時(shí)，小球圓周運(yùn)動(dòng)的向心力Fmmg，小球受到豎直向下的洛倫茲力的同時(shí)必然受到與洛倫茲力等大反向的軌道對(duì)小球的彈力，B選項(xiàng)正確；小球從最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過(guò)程中，小球在下半圓內(nèi)上升的過(guò)程中，水平分速度向右且減小，到達(dá)圓心的等高點(diǎn)時(shí)，水平分速度為零，而運(yùn)動(dòng)至上半圓后水平分速度向左且不為零，所以水平分速度一定有增大的過(guò)程，D選項(xiàng)錯(cuò)誤三、非選擇題(本題共3小題，共40分按題目要求作答，計(jì)算題要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)11(12分)如圖所示，在坐標(biāo)系xOy中，第一象限內(nèi)充滿(mǎn)著兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)a和b，OP為分界線(xiàn)，在磁場(chǎng)a中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為2B，方向垂直于紙面向里，在磁場(chǎng)b中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于紙面向外，P點(diǎn)坐標(biāo)為(4l，3l)一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子從P點(diǎn)沿y軸負(fù)方向射入磁場(chǎng)b，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，粒子恰能經(jīng)過(guò)原點(diǎn)O，不計(jì)粒子重力求：(1)粒子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的最短時(shí)間是多少？(2)粒子運(yùn)動(dòng)的速度可能是多少？解析：(1)設(shè)粒子的入射速度為v，用Ra、Rb、Ta、Tb分別表示粒子在磁場(chǎng)a中和磁場(chǎng)b中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑和周期，則有Ra，Rb，Ta，Tb當(dāng)粒子先在區(qū)域b中運(yùn)動(dòng)，后進(jìn)入?yún)^(qū)域a中運(yùn)動(dòng)，然后從O點(diǎn)射出時(shí)，粒子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)所用的時(shí)間最短，如圖所示根據(jù)幾何知識(shí)得tan ，故37粒子在區(qū)域b和區(qū)域a中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間分別為tbTb，taTa故從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的時(shí)間為ttatb.(2)由題意及上圖可知n(2Racos 2Rbcos )解得v(n1，2，3，)答案：(1)(2)(n1，2，3，)12(14分)(2018高考全國(guó)卷)如圖，從離子源產(chǎn)生的甲、乙兩種離子，由靜止經(jīng)加速電壓U加速后在紙面內(nèi)水平向右運(yùn)動(dòng)，自M點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)邊界射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，磁場(chǎng)左邊界豎直已知甲種離子射入磁場(chǎng)的速度大小為v1，并在磁場(chǎng)邊界的N點(diǎn)射出；乙種離子在MN的中點(diǎn)射出；MN長(zhǎng)為l.不計(jì)重力影響和離子間的相互作用求(1)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大??；(2)甲、乙兩種離子的比荷之比解析：(1)設(shè)甲種離子所帶電荷量為q1、質(zhì)量為m1，在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R1，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，由動(dòng)能定理有q1Um1v由洛倫茲力公式和牛頓第二定律有q1v1Bm1由幾何關(guān)系知2R1l由式得B.(2)設(shè)乙種離子所帶電荷量為q2、質(zhì)量為m2，射入磁場(chǎng)的速度為v2，在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R2.同理有q2Um2vq2v2Bm2由題給條件有2R2由式得，甲、乙兩種離子的比荷之比為14.答案：見(jiàn)解析13(14分)(2019江蘇揚(yáng)州高三模擬)在豎直平面內(nèi)建立一平面直角坐標(biāo)系xOy，x軸沿水平方向，如圖甲所示第象限內(nèi)有一水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為E1.坐標(biāo)系的第、象限內(nèi)有一正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)交變磁場(chǎng)，電場(chǎng)方向豎直向上，場(chǎng)強(qiáng)E2E1，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面處在第象限的發(fā)射裝置(圖中未畫(huà)出)豎直向上射出一個(gè)比荷102 C/kg的帶正電的粒子(可視為質(zhì)點(diǎn))，該粒子以v04 m/s的速度從x上的A點(diǎn)進(jìn)入第象限，并以v18 m/s速度從y上的C點(diǎn)沿水平方向進(jìn)入第象限取粒子剛進(jìn)入第象限的時(shí)刻為0時(shí)刻，磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖乙所示規(guī)律變化(以垂直紙面向外的磁場(chǎng)方向?yàn)檎较?，g10 m/s2.試求：(1)帶電粒子運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的縱坐標(biāo)值h及電場(chǎng)強(qiáng)度E1；(2)x軸上有一點(diǎn)D，ODOC，若帶電粒子在通過(guò)C點(diǎn)后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不再越過(guò)y軸，要使其恰能沿x軸正方向通過(guò)D點(diǎn)，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B0及其磁場(chǎng)的變化周期T0；(3)要使帶電粒子通過(guò)C點(diǎn)后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不再越過(guò)y軸，求交變磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B0和變化周期T0的乘積B0T0應(yīng)滿(mǎn)足的關(guān)系解析：(1)t0.4 s，ht0.8 max2g，qE12mg，E10.2 N/C.(2)qE2mg，所以帶電粒子在第象限將做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)粒子運(yùn)動(dòng)圓軌道半徑為R，周期為T(mén)，則qv1B0m可得R使粒子從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)，則有：h(2n)R(2n)，B00.2n(T)(n1，2，3)T，T0(s)(n1，2，3)(3)當(dāng)交變磁場(chǎng)周期取最大值而粒子不再越過(guò)y軸時(shí)可作如圖運(yùn)動(dòng)情形：由圖可知，T0T所以可得B0T0(kg/C)答案：(1)0.8 m0.2 N/C(2)0.2n(T)(n1，2，3)(s)(n1，2，3)(3)B0T0(kg/C)