2020版高考物理大一輪復習 第九章 單元質(zhì)量檢測（九）（含解析）教科版.doc

單元質(zhì)量檢測(九)時間：50分鐘一、選擇題(16題為單項選擇題，710題為多項選擇題)1如圖1所示，在通電螺線管中央的正上方用輕質(zhì)細線懸掛長為l的一小段通電直導線，導線中通入垂直于紙面向里的電流I，力傳感器用來測量細線的拉力大小，導線下方的螺線管與一未知極性的直流電源連接。開關(guān)斷開時，力傳感器的示數(shù)恰好等于通電直導線的重力G，現(xiàn)閉合開關(guān)，則下列說法正確的是()圖1A通電螺線管在通電直導線處產(chǎn)生的磁場方向可能豎直向下B通電直導線可能受到垂直紙面向里的安培力作用C若力傳感器的示數(shù)變大，則電源的右端一定為正極D若力傳感器的示數(shù)變?yōu)橥娭睂Ь€重力的一半，則通電直導線所在處的磁感應強度大小一定為解析本題考查通電螺線管周圍磁場的特點和安培力知識。閉合開關(guān)后，通電螺線管在周圍產(chǎn)生磁場，通電螺線管在通電直導線處產(chǎn)生的磁場方向水平，選項A錯誤；由于通電螺線管在通電直導線處產(chǎn)生的磁場方向水平，故安培力方向一定豎直向上或豎直向下，選項B錯誤；若力傳感器的示數(shù)變大，說明通電直導線受到豎直向下的安培力作用，由左手定則可知，此處磁場方向水平向右，由安培定則可知，電源的左端為正極，選項C錯誤；若力傳感器的示數(shù)變?yōu)閷Ь€重力的一半，說明導線受到的安培力方向豎直向上，且大小等于導線重力的一半，則有BIlG，可得B，選項D正確。答案D2科考隊進入某一磁礦區(qū)域后，發(fā)現(xiàn)指南針原來指向正北的N極逆時針轉(zhuǎn)過30(如圖2所示的虛線)，設(shè)該處的地磁場磁感應強度水平分量為B，則磁礦所產(chǎn)生的磁感應強度水平分量的最小值為()圖2AB B2B C. D.B解析合磁場的方向沿虛線方向，所以該磁礦產(chǎn)生的磁感應強度的水平分量的最小值為Bsin 30，選項C正確。答案C3(2016江蘇省蘇錫常鎮(zhèn)聯(lián)考)兩根相互靠近的長直導線1、2中通有相同的電流，相互作用力為F。若在兩根導線所在空間內(nèi)加一勻強磁場后，導線2所受安培力的合力恰好為零。則所加磁場的方向是()圖3A垂直紙面向里B垂直紙面向外C垂直導線向右D垂直導線向左解析當兩根通有大小相同，方向相同的電流時，1、2兩導線間的作用力是引力，故2受到向左的安培力，要使導線2所受的安培力的合力恰好為零，故所加的磁場使導線2受到的安培力向右，根據(jù)左手定則判斷知所加的磁場方向為垂直紙面向外，故B正確。答案B4如圖4所示，兩平行導軌與水平面成37角，導軌間距為L1.0 m，勻強磁場的磁感應強度可調(diào)，方向垂直導軌所在平面向下。一金屬桿長也為L，質(zhì)量m0.2 kg，水平放在導軌上，與導軌接觸良好而處于靜止狀態(tài)，金屬桿與導軌間的動摩擦因數(shù)0.5，通有圖示方向的電流，電流強度I2.0 A，令最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，則磁感應強度的最大值和最小值分別為()圖4A1.0 T0 B1.0 T0.6 TC1.0 T0.2 T D0.6 T0.2 T解析由左手定則知安培力沿斜面向上，因mgsin 1.2 N、fmmgcos 0.8 N，所以當磁感應強度B最小時，安培力F1BminIL0.4 N，即Bimin0.2 T；當B最大時，安培力F2BmaxIL2.0 N，即Bmax1.0 T，C正確。答案C5(2016黑龍江大慶模擬)如圖5所示，從S處發(fā)出的熱電子經(jīng)加速電壓U加速后垂直進入相互垂直的勻強電場和勻強磁場中，發(fā)現(xiàn)電子流向上極板偏轉(zhuǎn)。設(shè)兩極板間電場強度為E，磁感應強度為B。欲使電子沿直線從電場和磁場區(qū)域通過，只采取下列措施，其中可行的是()圖5A適當減小電場強度EB適當減小磁感應強度BC適當增大加速電場極板之間的距離D適當減小加速電壓U解析要使電子在復合場中做勻速直線運動，有EqqvB。根據(jù)左手定則可知電子所受的洛倫茲力的方向豎直向下，故電子向上極板偏轉(zhuǎn)的原因是電場力大于洛倫茲力，所以要么增大洛倫茲力，要么減小電場力。適當減小電場強度E，即可以減小電場力，選項A正確；適當減小磁感應強度B，可以減小洛倫茲力，選項B錯誤；適當增大加速電場極板之間的距離，根據(jù)eUmv2可得v，由于兩極板間的電壓沒有變化，所以電子進入磁場的速率沒有變化，因此沒有改變電場力和洛倫茲力的大小，選項C錯誤；同理，適當減小加速電壓U，可以減小電子進入復合場中的速度v，從而減小洛倫茲力，選項D錯誤。答案A6圖6甲所示有界勻強磁場的寬度與圖乙所示圓形勻強磁場的半徑相等，一不計重力的粒子從左邊界的M點以一定初速度水平向右垂直射入磁場，從右邊界射出時速度方向偏轉(zhuǎn)了角，該粒子以同樣的初速度沿半徑方向垂直射入磁場，射出磁場時速度方向偏轉(zhuǎn)了2角。已知磁場、的磁感應強度大小分別為B1、B2，則B1與B2的比值為()圖6A2cos Bsin Ccos Dtan 解析設(shè)有界磁場寬度為d，則粒子在磁場和磁場中的運動軌跡分別如圖甲、乙所示，由洛倫茲力提供向心力知Bqvm，得B，由幾何關(guān)系知dr1sin ，dr2tan ，聯(lián)立得cos ，C正確。答案C7均勻帶電的薄圓盤的右側(cè)，用拉力傳感器A、B水平懸掛一根通電導線ab，電流方向由a到b，導線平行于圓盤平面。圓盤繞過圓心的水平軸沿如圖7所示方向勻速轉(zhuǎn)動，與圓盤靜止時相比，拉力傳感器的示數(shù)增大了，懸線仍然豎直，則下列說法正確的是()圖7A圓盤帶正電荷B圓盤帶負電荷C若增大圓盤轉(zhuǎn)動角速度，則傳感器示數(shù)減小D若改變圓盤轉(zhuǎn)動方向，則傳感器示數(shù)減小解析與圓盤靜止時相比，拉力傳感器的示數(shù)增大，懸線豎直，說明導線所受安培力豎直向下，由左手定則可判斷，導線所在位置的磁感應強度方向水平向右；由安培定則可以判斷，圓盤轉(zhuǎn)動形成的等效電流與其轉(zhuǎn)動方向相同，故圓盤帶正電荷，A對，B錯；若增大圓盤轉(zhuǎn)動角速度，則等效電流增大，方向不變，產(chǎn)生的磁感應強度增大，傳感器示數(shù)增大，C選項錯誤；若改變圓盤轉(zhuǎn)動方向，則導線所在位置的磁場方向水平向左，導線所受安培力方向向上，傳感器示數(shù)減小，D選項正確。答案AD8(2017四川南充市階段檢測)如圖8是等離子體發(fā)電機的示意圖，原料在燃料室中全部電離為電子與正離子，即高溫等離子體，等離子體以速度v進入矩形發(fā)電通道，發(fā)電通道里有圖示的勻強磁場，磁感應強度為B。等離子體進入發(fā)電通道后發(fā)生偏轉(zhuǎn)，落到相距為d的兩個金屬極板上，在兩極板間形成電勢差，等離子體的電阻不可忽略。下列說法正確的是()圖8A上極板為發(fā)電機正極B外電路閉合時，電阻兩端的電壓為BdvC帶電粒子克服電場力做功把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能D外電路斷開時，等離子受到的洛倫茲力與電場力平衡解析根據(jù)左手定則可知，正電荷向上偏，負電荷向下偏，則上板是電源的正極，下板是電源的負極，故A正確；根據(jù)qvBq得電動勢的大小為：EBdv，因等離子體的電阻不可忽略，因此外電阻的電壓會小于電源的電動勢，故B錯誤；依據(jù)功能關(guān)系可知，帶電粒子克服電場力做功把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能，故C正確；等離子體中帶有正、負電荷的高速粒子，在磁場中受到洛倫茲力的作用，分別向兩極偏移，于是在兩極之間產(chǎn)生電壓，兩極間存在電場力，當外電路斷開時，等離子受到的洛倫茲力與電場力平衡，從而不會偏移，故D正確。答案ACD9在半導體離子注入工藝中，初速度可忽略的磷離子P和P3，經(jīng)電壓為U的電場加速后，垂直進入磁感應強度大小為B、方向垂直紙面向里、有一定寬度的勻強磁場區(qū)域，如圖9所示。已知離子P在磁場中轉(zhuǎn)過30后從磁場右邊界射出。在電場和磁場中運動時，離子P和P3()圖9A在電場中的加速度之比為11B在磁場中運動的半徑之比為1C在磁場中轉(zhuǎn)過的角度之比為12D離開電場區(qū)域時的動能之比為13解析離子在電場中加速過程中，由于電場強度相同，根據(jù)牛頓第二定律可得a1a2q1q213，選項A錯誤；在電場中加速過程，由動能定理可得qUmv2，在磁場中偏轉(zhuǎn)過程：qvBm，兩式聯(lián)立可得：r，故r1r21，選項B正確；設(shè)磁場寬度為d，根據(jù)sin 可得：，聯(lián)立解得260，選項C正確；由qUmv2Ek可知Ek1Ek213，選項D正確。答案BCD10(2017湖北六校調(diào)考)如圖10，xOy平面的一、二、三象限內(nèi)存在垂直紙面向外，磁感應強度B1 T的勻強磁場，ON為處于y軸負方向的彈性絕緣薄擋板，長度為9 m，M點為x軸正方向上一點，OM3 m?，F(xiàn)有一個比荷大小為1.0 C/kg可視為質(zhì)點帶正電的小球(重力不計)從擋板下端N處小孔以不同的速度沿x軸負方向射入磁場，若與擋板相碰就以原速率彈回，且碰撞時間不計，碰撞時電荷量不變，小球最后都能經(jīng)過M點，則小球射入的速度大小可能是()圖10A3 m/s B3.75 m/s C4 m/s D5 m/s解析因為小球通過y軸的速度方向一定是x方向，故帶電小球圓周運動軌跡半徑最小值為3 m，即Rmin，解得vmin3 m/s；經(jīng)驗證，帶電小球以3 m/s速度進入磁場，與ON碰撞一次，再經(jīng)四分之三圓周經(jīng)過M點，如圖甲所示，A項正確；當帶電小球與ON不碰撞，直接經(jīng)過M點，如圖乙所示，小球速度沿x方向射入磁場，則圓心一定在y軸上，作出MN的垂直平分線，交于y軸的點即得圓心位置，由幾何關(guān)系解得軌跡半徑最大值Rmax5 m，又Rmax，解得vmax5 m/s，D項正確；當小球速度大于3 m/s、小于5 m/s時，軌跡如圖丙所示，由幾何條件計算可知軌跡半徑R3.75 m，由半徑公式R得v3.75 m/s，B項正確；由分析易知選項C錯誤。甲乙丙答案ABD二、非選擇題11如圖11所示，兩平行金屬板水平放置，間距為d，兩極板接在電壓可調(diào)的電源上。兩板之間存在著方向垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度的大小為B。金屬板右側(cè)有一邊界寬度為d的無限長勻強磁場區(qū)域，磁感應強度的大小為B、方向垂直紙面向里，磁場邊界與水平方向的夾角為60。平行金屬板中間有一粒子發(fā)射源，可以沿水平方向發(fā)射出電性不同的兩種帶電粒子，改變電源電壓，當電源電壓為U時，粒子恰好能沿直線飛出平行金屬板，粒子離開平行金屬板后進入有界磁場后分成兩束，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后恰好同時從兩邊界離開磁場，而且從磁場右邊界離開的粒子的運動方向恰好與磁場邊界垂直，粒子之間的相互作用不計，粒子的重力不計，試求：圖11(1)帶電粒子從發(fā)射源發(fā)出時的速度；(2)兩種粒子的比荷和帶正電粒子在磁場中做圓周運動的軌道半徑。解析(1)根據(jù)題意，帶電粒子在平行金屬板間做直線運動時，所受電場力與洛倫茲力大小相等，由平衡條件可得qqvB解得v(2)根據(jù)題意可知，帶正電粒子進入磁場后沿逆時針方向運動，帶負電粒子進入磁場后沿順時針方向運動，作出粒子在磁場中的運動軌跡如圖所示，帶負電粒子在剛進入磁場時速度沿水平方向，離開磁場時速度方向垂直磁場邊界，根據(jù)圖中幾何關(guān)系可知，帶負電粒子在磁場中做圓周運動的偏轉(zhuǎn)角為130帶負電粒子在磁場中做圓周運動的軌道半徑為r12d帶負電粒子在磁場中運動時洛倫茲力提供向心力，有q1vB聯(lián)立解得根據(jù)帶正電粒子的運動軌跡及幾何關(guān)系可知，帶正電粒子在磁場中的偏轉(zhuǎn)角為2120根據(jù)帶電粒子在磁場中做圓周運動的周期公式T可得帶負電粒子在磁場中運動的時間為t1帶正電粒子在磁場中運動的時間為t2根據(jù)題意可知t1t2聯(lián)立以上各式，可得帶正電粒子在磁場中做圓周運動的軌道半徑為r2解得r2答案(1)(2)12(2016江蘇單科，15)回旋加速器的工作原理如圖12甲所示，置于真空中的D形金屬盒半徑為R，兩盒間狹縫的間距為d，磁感應強度為B的勻強磁場與盒面垂直，被加速粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，加在狹縫間的交變電壓如圖乙所示，電壓值的大小為U0。周期T。一束該粒子在t0時間內(nèi)從A處均勻地飄入狹縫，其初速度視為零。現(xiàn)考慮粒子在狹縫中的運動時間，假設(shè)能夠出射的粒子每次經(jīng)過狹縫均做加速運動，不考慮粒子間的相互作用。求：圖12(1)出射粒子的動能Em；(2)粒子從飄入狹縫至動能達到Em所需的總時間t0；(3)要使飄入狹縫的粒子中有超過99%能射出，d應滿足的條件。解析(1)粒子運動半徑為R時qvBm且Emmv2解得Em(2)粒子被加速n次達到動能Em，則EmnqU0粒子在狹縫間做勻加速運動，設(shè)n次經(jīng)過狹縫的總時間為t，加速度a勻加速直線運動ndat2由t0(n1)t，解得t0(3)只有在0(t)時間內(nèi)飄入的粒子才能每次均被加速，則所占的比例為由>99%，解得d<答案(1)(2)(3)d<