（浙江選考）2020版高考物理大一輪復習 第九章 磁場本章綜合能力提升練.docx

第九章 磁場本章綜合能力提升練(限時：45分鐘)一、單項選擇題1.湯姆孫通過對陰極射線的研究發(fā)現(xiàn)了電子如圖1所示，把電子射線管(陰極射線管)放在蹄形磁鐵的兩極之間，可以觀察到電子束偏轉(zhuǎn)的方向是()圖1A向上B向下C向左D向右答案B2.如圖2所示，一導線繞制的線圈中放一枚小磁針，當線圈中通以電流時，小磁針將會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則下列判斷正確的是()圖2A為使實驗現(xiàn)象明顯，線圈平面應南北放置B為使實驗現(xiàn)象明顯，線圈平面應東西放置C若線圈平面南北放置，通電后再次穩(wěn)定時，小磁針轉(zhuǎn)過90角D若線圈平面東西放置，通電后再次穩(wěn)定時，小磁針轉(zhuǎn)過90角答案A3(2016浙江4月選考9)法拉第電動機原理如圖3所示條形磁鐵豎直固定在圓形水銀槽中心，N極向上一根金屬桿斜插在水銀中，桿的上端與固定在水銀槽圓心正上方的鉸鏈相連電源負極與金屬桿上端相連，與電源正極連接的導線插入水銀中從上往下看，金屬桿()圖3A向左擺動B向右擺動C順時針轉(zhuǎn)動D逆時針轉(zhuǎn)動答案D解析根據(jù)左手定則可知，導電金屬桿所受安培力將會使其逆時針轉(zhuǎn)動，D對4(2018諸暨中學段考)如圖4所示，在水平地面上方有一沿水平方向且垂直紙面向里的勻強磁場現(xiàn)將一帶電小球以一定初速度v0豎直上拋，小球能上升的最大高度為h，設(shè)重力加速度為g，不計空氣阻力，則下列判斷正確的是()圖4Ah一定大于Bh一定等于Ch一定小于Dh可能等于答案C解析如果沒有磁場，小球?qū)⒆鲐Q直上拋運動，上升的最大高度：h，當加上磁場后，小球在運動過程中，除受重力外，還要受到洛倫茲力作用，小球在向上運動的同時會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，小球到達最高點時速度不為零，動能不為零，因此小球上升的最大高度小于，故C正確5在如圖5所示的平行板器件中，電場強度E和磁感應強度B相互垂直一帶電粒子(重力不計)從左端以速度v沿虛線射入后做直線運動，則該粒子()圖5A一定帶正電B速度vC若速度v，粒子一定不能從板間射出D若此粒子從右端沿虛線方向進入，仍做直線運動答案B解析粒子帶正電和負電均可，選項A錯誤；由洛倫茲力等于電場力，qvBqE，解得速度v，選項B正確；若速度v，粒子可能從板間射出，選項C錯誤；若此粒子從右端沿虛線方向進入，所受電場力和洛倫茲力方向相同，不能做直線運動，選項D錯誤6(2018慈溪市期末)回旋加速器是用于加速帶電粒子的重要裝置，其核心部分是分別與高頻交流電源兩極相連接的兩個D形金屬盒，兩盒間的狹縫中形成周期性變化的電場，使粒子在通過狹縫時都能得到加速，兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強磁場中，如圖6所示，設(shè)D形盒半徑為R.若用回旋加速器加速質(zhì)子H時，勻強磁場的磁感應強度為B，高頻交流電頻率為f.則下列說法正確的是()圖6A加速電場的電壓越大，質(zhì)子加速后的速度越大B質(zhì)子被加速后的最大速度為2fRC只要R足夠大，質(zhì)子的速度可以被加速到任意值D不改變?nèi)魏螚l件，該回旋加速器也能用于加速粒子(He)答案B解析由qvBm得v，當rR時，v最大，知最大速度與加速電壓無關(guān)，故A錯誤；由于T，T，則最大速度vm2Rf，故B正確；任何速度不可能超過光速，故C錯誤；此加速器T，而加速粒子時T，兩個周期不同，不能加速粒子，故D錯誤7如圖7所示，一個理想邊界為PQ、MN的勻強磁場區(qū)域，磁場寬度為d，方向垂直紙面向里一電子從O點沿紙面垂直PQ以速度v0進入磁場，在磁場中運動的軌跡半徑為2d.O在MN上，且OO與MN垂直下列判斷正確的是()圖7A電子將向右偏轉(zhuǎn)B電子打在MN上的點與O點的距離為dC電子打在MN上的點與O點的距離為dD電子在磁場中運動的時間為答案D二、多項選擇題8如圖8所示為磁流體發(fā)電機的原理圖，將一束等離子體(帶有等量正、負電荷的高速粒子流)噴射入磁場，在磁場中有兩塊金屬板A、B，這時金屬板上就會聚集電荷，產(chǎn)生電壓如果射入的等離子體速度為v，兩金屬板間距離為d，板的面積為S，勻強磁場的磁感應強度為B，方向與速度方向垂直，負載電阻為R.當發(fā)電機穩(wěn)定發(fā)電時電動勢為E，電流為I，則下列說法正確的是()圖8AA板為發(fā)電機的正極B其他條件一定時，v越大，發(fā)電機的電動勢E越大C其他條件一定時，S越大，發(fā)電機的電動勢E越大D板間等離子體的電阻率為(R)答案BD解析由左手定則可知正電荷受洛倫茲力向下，聚集到B板上，故A板為發(fā)電機的負極，故A錯誤；據(jù)qvBq得，EBdv，故B正確，C錯誤；由rRR，又r，故電阻率(R)，故D正確9如圖9所示為圓柱形區(qū)域的橫截面在沒有磁場的情況下，帶電粒子(不計重力)以某一初速度沿截面直徑方向入射時，穿過此區(qū)域的時間為t；若在該區(qū)域加垂直該區(qū)域的勻強磁場，磁感應強度為B，帶電粒子仍以同一初速度沿截面直徑入射，粒子飛出此區(qū)域時，速度方向偏轉(zhuǎn)了，根據(jù)上述條件可求得的物理量為()圖9A帶電粒子的初速度B帶電粒子在磁場中運動的半徑C帶電粒子在磁場中運動的周期D帶電粒子的比荷答案CD解析無磁場時，帶電粒子做勻速直線運動，設(shè)磁場的半徑為R0，則有：v而有磁場時，帶電粒子做勻速圓周運動，由半徑公式可得：R由幾何關(guān)系得，圓磁場半徑與圓軌道半徑的關(guān)系：RR0由聯(lián)立可得：；帶電粒子在磁場中運動的周期為：Tt.由于不知圓磁場的半徑，因此帶電粒子的運動半徑無法求出，初速度也無法求出，故A、B錯誤，C、D正確10如圖10所示，以直角三角形AOC為邊界的有界勻強磁場區(qū)域，磁感應強度為B，A60，AOa，在O點放置一個粒子源，可以向各個方向發(fā)射某種帶負電粒子，粒子的比荷為，發(fā)射速度大小都為v0，且滿足v0.發(fā)射方向用圖中的角度表示對于粒子進入磁場后的運動(不計重力作用)，下列說法正確的是()圖10A粒子有可能打到A點B以60飛入的粒子在磁場中運動時間最短C以<30飛入的粒子在磁場中運動的時間都相等D在AC邊界上只有一半?yún)^(qū)域有粒子射出答案AD解析洛倫茲力充當粒子做圓周運動的向心力，qv0Bm，ra；結(jié)合軌跡圖，當60時，粒子打到A點，且在磁場中的運動時間最長，選項A正確，B錯誤；以<30飛入的粒子在磁場中運動軌跡的長度不同，運動時間不相等，選項C錯誤；當0時，粒子出磁場的位置恰好為AC的中點，所以在AC邊界上只有一半?yún)^(qū)域有粒子射出，選項D正確三、計算題11如圖11所示為一種質(zhì)譜儀示意圖，由加速電場、靜電分析器和磁分析器組成已知：靜電分析器通道的半徑為R，均勻輻射電場的場強為E.磁分析器中有垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應強度為B.問：圖11(1)為了使位于A處電荷量為q、質(zhì)量為m的離子，從靜止開始經(jīng)加速電場后沿圖中圓弧虛線通過靜電分析器，加速電場的電壓U應為多大？(2)離子由P點進入磁分析器后，最終打在乳膠片上的Q點，該點距入射點P多遠？答案(1)ER(2)解析(1)離子加速qUmv2離子在輻射電場中做勻速圓周運動，電場力提供向心力，有qEm聯(lián)立解得UER(2)離子在勻強磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，有qvBm得r2r12如圖12所示，平行板電容器兩金屬板A、B板長L32cm，兩板間距離d32cm，A板的電勢比B板高電荷量q1010C、質(zhì)量m1020kg的帶正電的粒子，以初速度v02106m/s沿電場中心線垂直電場線飛入電場隨后，粒子在O點飛出平行板電容器(速度偏轉(zhuǎn)角為37)，并進入磁場方向垂直紙面向里且邊長為CD24cm的正方形勻強磁場區(qū)域(sin370.6，cos370.8，粒子的重力不計)圖12(1)求A、B兩板間的電勢差；(2)粒子穿過磁場區(qū)域后打在放置于中心線上的熒光屏CD上，求磁感應強度的范圍答案見解析解析 (1)帶電粒子射出電場時在電場方向上的速度為：vyv0tan37vyat在電場中，由牛頓第二定律可得：qEqma在電場中垂直于電場方向上有：Lv0t聯(lián)立可得A、B兩板間的電勢差為：U300V(2)粒子進入磁場的速度為：v帶電粒子射出電場時在電場方向上的位移為：yat2解得：y12cm.粒子要打在CD上，當磁感應強度最大時，運動軌跡如圖線1所示，設(shè)此時的磁感應強度為B1，半徑為R1，由幾何關(guān)系可得：yR1R1cos37由洛倫茲力提供向心力可得：qvB1m粒子要打在CD上，當磁感應強度最小時，假設(shè)運動軌跡與右邊界相切且從CD射出，設(shè)此時的半徑為R2，由幾何關(guān)系可得：CDR2R2sin37解得R215cm，又由于R2cos3712cmy，故粒子圓心恰好在CD上，且從D點射出磁場，如圖線2所示，假設(shè)成立，設(shè)此時的磁感應強度為B2由洛倫茲力提供向心力可得：qvB2m聯(lián)立以上各式并代入數(shù)據(jù)可得磁感應強度的范圍為：TBT