高考物理大一輪復(fù)習(xí)第八章磁場(chǎng)單元滾動(dòng)檢測(cè)卷

1、第八章 磁場(chǎng)單元滾動(dòng)檢測(cè)卷八考生注意：1本試卷分第卷(選擇題)和第卷(非選擇題)兩部分，共4頁(yè)2答卷前，考生務(wù)必用藍(lán)、黑色字跡的鋼筆或圓珠筆將自己的姓名、班級(jí)、學(xué)號(hào)填寫在相應(yīng)位置上3本次考試時(shí)間90分鐘，滿分100分第卷一、選擇題(本題共13小題，每小題3分，共39分每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)是符合題目要求的，不選、多選、錯(cuò)選均不得分)1一條沿東西方向水平放置的長(zhǎng)直導(dǎo)線，通以由東向西的電流，忽略地磁場(chǎng)的影響，則在它附近正下方某點(diǎn)的磁場(chǎng)方向?yàn)?)A向東 B向西 C向南 D向北答案C解析由右手螺旋定則可知本題應(yīng)選C.2Wb/m2為磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位，與它等價(jià)的是()AN/(Am) BNA/mC

2、NA/m2 DN/(Am2)答案A解析由FBIL可知選項(xiàng)A正確3下列關(guān)于磁場(chǎng)和磁感線的描述中正確的是()A磁感線上某點(diǎn)的切線方向與該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向垂直B雖然磁場(chǎng)中的磁感線看不見(jiàn)，但它是客觀存在的C磁感線總是從磁鐵的N極出發(fā)，到S極終止D在同一磁場(chǎng)中，磁感線越密的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度越大答案D解析磁感線上某點(diǎn)的切線方向與該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向相同，A項(xiàng)錯(cuò)誤；磁感線是不存在的，它是一種假想的線，B項(xiàng)錯(cuò)誤；在磁體的內(nèi)部，磁感線從磁鐵的S極到N極，C項(xiàng)錯(cuò)誤4小張同學(xué)將兩枚小磁針?lè)胚M(jìn)某磁場(chǎng)中，發(fā)現(xiàn)小磁針靜止時(shí)如圖1所示(忽略地磁場(chǎng)的影響)，則該磁場(chǎng)一定不是()圖1A蹄形磁鐵所形成的磁場(chǎng)B條形磁鐵所形成的磁場(chǎng)C通電螺線管

3、所形成的磁場(chǎng)D通電直導(dǎo)線所形成的磁場(chǎng)答案B解析由磁場(chǎng)分布的特點(diǎn)可知，條形磁鐵所形成的磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度相同的點(diǎn)一定在磁感應(yīng)強(qiáng)度方向所在直線上5.如圖2所示，OO為金屬環(huán)的對(duì)稱軸，金屬環(huán)均勻帶負(fù)電，在圓環(huán)的左側(cè)OO上某處放一小磁針，小磁針可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)現(xiàn)使金屬環(huán)繞OO以圖示方向(從左向右看逆時(shí)針)勻速旋轉(zhuǎn)，則小磁針平衡時(shí)的狀態(tài)是()圖2AN極豎直向上BN極豎直向下CN極沿軸線向左DN極沿軸線向右答案D解析金屬環(huán)帶負(fù)電，根據(jù)安培定則，金屬環(huán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，在OO軸上產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向右，所以小磁針的N極向右，D項(xiàng)正確6.一根長(zhǎng)直通電導(dǎo)線穿過(guò)通有恒定電流的金屬圓環(huán)的中心且垂直于環(huán)所在的平面，導(dǎo)線和圓環(huán)中電流方向

4、如圖3所示則金屬環(huán)受到的磁場(chǎng)力()圖3A沿圓環(huán)的半徑向外B沿圓環(huán)的半徑向內(nèi)C水平向左D等于零答案D解析根據(jù)右手螺旋定則可知，直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁感線是以直導(dǎo)線為圓心的同心圓，故圓環(huán)的電流方向和磁感線方向平行，圓環(huán)不受磁場(chǎng)力的作用，選項(xiàng)D正確7.一根閉合的粗細(xì)均勻的鐵絲彎折成一直角三角形線框，將其放入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直線框平面向里時(shí)，在ab間接有一如圖4所示的電源，下列判斷正確的是()圖4Aab邊受到的安培力在紙面內(nèi)垂直ab向下B整個(gè)線框所受安培力的合力為0Cac、cb邊所受安培力的合力方向與ab邊垂直D三角形線框有收縮的趨勢(shì)答案C解析ab邊受到的安培力在紙面內(nèi)垂直ab向上；整個(gè)線框所受安培力的

5、合力方向向上，大小不為零；三角形線框沒(méi)有收縮的趨勢(shì)，C項(xiàng)正確8質(zhì)子和粒子在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做半徑相等的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則質(zhì)子與粒子的運(yùn)動(dòng)周期之比和線速度大小之比分別為()A. B.C. D.答案A解析帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)有qvB，T，可得質(zhì)子與粒子的運(yùn)動(dòng)周期之比，線速度大小之比，A正確9美國(guó)科學(xué)家阿斯頓發(fā)明的質(zhì)譜儀可以用來(lái)鑒別同位素鈉23和鈉24互為同位素現(xiàn)把鈉23和鈉24的原子核，由靜止從同一點(diǎn)放入質(zhì)譜儀，經(jīng)過(guò)分析可知()A電場(chǎng)力對(duì)鈉23做功較多B鈉23在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速度較小C鈉23和鈉24在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑之比為2324D鈉23和鈉24在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑之比為2答案D解析在加速電場(chǎng)中，根據(jù)動(dòng)

6、能定理有qUmv2，因此電場(chǎng)力對(duì)二者做功相等，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；鈉23的質(zhì)量較小，速度較大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；再由qvB得r，可知r，選項(xiàng)D正確，C錯(cuò)誤10(2017浙江11月選考8)如圖5所示，在兩水平金屬板構(gòu)成的器件中，存在著勻強(qiáng)電場(chǎng)與勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B相互垂直以某一水平速度進(jìn)入的不計(jì)重力的帶電粒子恰好能沿直線運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是()圖5A粒子一定帶負(fù)電B粒子的速度大小vC若粒子速度大小改變，粒子將做曲線運(yùn)動(dòng)D若粒子速度大小改變，電場(chǎng)對(duì)粒子的作用力會(huì)發(fā)生變化答案C解析粒子做直線運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明豎直方向受力平衡，即qvBqE，可得v，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)v時(shí)，無(wú)論粒子帶正電還是負(fù)電，在豎直方向均受

7、力平衡，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；如果粒子速度大小改變，就會(huì)導(dǎo)致洛倫茲力變化，因此粒子將做曲線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C正確；不管粒子速度怎么變，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，粒子所受電場(chǎng)力不變，選項(xiàng)D錯(cuò)誤11.如圖6所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬度為d，方向垂直紙面向里一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的正離子與磁場(chǎng)左邊界成60角垂直磁場(chǎng)方向射入磁場(chǎng)區(qū)域，并恰好從磁場(chǎng)右邊界穿出，則該正離子射入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小為()圖6A. B.C. D.答案C解析離子帶正電荷，且恰好從磁場(chǎng)右邊界射出的軌道半徑r應(yīng)滿足rrcos 60d，離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)有qvB，即r，解得v，C項(xiàng)正確12.如圖7所示，在長(zhǎng)方形abcd區(qū)域內(nèi)有正交的電磁場(chǎng)，abL，

8、一帶電粒子從ad的中點(diǎn)垂直于電場(chǎng)和磁場(chǎng)方向射入，恰沿直線從bc邊的中點(diǎn)P射出，若僅撤去磁場(chǎng)，則粒子從c點(diǎn)射出；若僅撤去電場(chǎng)，則粒子將(不計(jì)重力)()圖7A從b點(diǎn)射出B從b、P間某點(diǎn)射出C從a點(diǎn)射出D從a、b間某點(diǎn)射出答案C解析由粒子做直線運(yùn)動(dòng)可知qv0BqE；撤去磁場(chǎng)，粒子從c點(diǎn)射出可知粒子帶正電，粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，qEma，Lat2，v0tL，所以撤去電場(chǎng)后由qv0Bm得r，粒子從a點(diǎn)射出，故C正確13如圖8所示，是磁流體發(fā)電機(jī)示意圖平行金屬板a、b之間有一個(gè)很強(qiáng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，將一束等離子體(即高溫下電離的氣體，含有大量正、負(fù)帶電離子)垂直于磁場(chǎng)的方向噴入磁場(chǎng)，a、b兩板間便產(chǎn)生電壓如

9、果把a(bǔ)、b板與用電器相連接，a、b板就是等效直流電源的兩個(gè)電極若磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，每個(gè)離子的電荷量大小為q、速度為v，a、b兩板間距為d，兩板間等離子體的等效電阻為r，用電器電阻為R.穩(wěn)定時(shí)，下列判斷正確的是()圖8A圖中a板是電源的正極B電源的電動(dòng)勢(shì)為BvqC用電器中電流為Da、b板間電壓為Bvd答案D解析由左手定則，正離子受洛倫茲力向下偏轉(zhuǎn)，b板為電源的正極，A錯(cuò)誤；由平衡qvBq，電源電動(dòng)勢(shì)EBdv，電流I，用電器的電壓UIRBvd，故D正確二、選擇題(本題共3小題，每小題2分，共6分每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中至少有一個(gè)是符合題目要求的，全部選對(duì)的得2分，選對(duì)但不全的得1分，有錯(cuò)選的得

10、0分)14.在圖9中實(shí)線框所示的區(qū)域內(nèi)同時(shí)存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，一個(gè)帶正電粒子(不計(jì)重力)恰好能沿直線MN從左到右通過(guò)這一區(qū)域那么勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向可能為()圖9A勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向上，勻強(qiáng)電場(chǎng)方向垂直于紙面向外B勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向上，勻強(qiáng)電場(chǎng)方向垂直于紙面向里C若是負(fù)粒子，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向上，勻強(qiáng)電場(chǎng)方向垂直于紙面向里D勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，勻強(qiáng)電場(chǎng)方向豎直向上答案BC15.如圖10所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)方向水平向右，虛線右邊空間存在著方向水平、垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，虛線左邊有一固定的光滑水平桿，桿右端恰好與虛線重合有一電荷量為q、質(zhì)量為m的小球套在桿上并從桿左端由靜止釋放

11、，帶電小球離開(kāi)桿的右端進(jìn)入正交電、磁場(chǎng)后，在開(kāi)始的一小段時(shí)間內(nèi)，小球()圖10A可能做直線運(yùn)動(dòng)B一定做曲線運(yùn)動(dòng)C重力勢(shì)能一定減小D電勢(shì)能一定減小答案BD解析小球向右沿電場(chǎng)線方向運(yùn)動(dòng)，表明它帶正電進(jìn)入右側(cè)區(qū)域后，豎直方向重力與洛倫茲力的合力有可能為0，可能向上，也可能向下水平方向上，在電場(chǎng)力作用下，小球必然加速，洛倫茲力會(huì)發(fā)生變化；豎直方向上，在一段時(shí)間內(nèi)，必然不平衡，則在豎直方向發(fā)生運(yùn)動(dòng)，因此小球必然做曲線運(yùn)動(dòng)，有可能向上彎曲，也有可能向下彎曲，因此只有選項(xiàng)B、D正確16.如圖11所示，在傾角為的光滑固定斜面上，垂直紙面放置一根長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒在導(dǎo)體棒中的電流I垂直紙面向里時(shí)，欲使導(dǎo)

12、體棒靜止在斜面上，則外加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向正確的是()圖11ABmg，方向豎直向下BBmg，方向豎直向上CBmg，方向垂直斜面向下DBmg，方向垂直斜面向上答案BD解析若磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向下，導(dǎo)體棒無(wú)法靜止，只能豎直向上，根據(jù)三力平衡，可得其大小Bmg，選項(xiàng)B正確；若磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直斜面向下，導(dǎo)體棒無(wú)法靜止，只能垂直斜面向上，根據(jù)三力平衡，可得其大小Bmg，選項(xiàng)D正確第卷三、非選擇題(本題共5小題，共55分)17(10分)如圖12為某種質(zhì)譜儀結(jié)構(gòu)的截面示意圖該種質(zhì)譜儀由加速電場(chǎng)、靜電分析器、磁分析器及收集器組成靜電分析器中存在著徑向的電場(chǎng)，其中圓弧A上每個(gè)點(diǎn)的電勢(shì)都相等磁分

13、析器中存在一個(gè)邊長(zhǎng)為d的正方形區(qū)域勻強(qiáng)磁場(chǎng)離子源不斷地發(fā)出電荷量為q、質(zhì)量為m、初速度不計(jì)的離子，離子經(jīng)電壓為U的電場(chǎng)加速后，從狹縫S1沿垂直于MS1的方向進(jìn)入靜電分析器，沿圓弧A運(yùn)動(dòng)并從狹縫S2射出靜電分析器，而后以垂直MS2的方向進(jìn)入磁場(chǎng)中，最后進(jìn)入收集器已知圓弧A的半徑為，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，忽略離子的重力、離子之間的相互作用力、離子對(duì)場(chǎng)的影響和場(chǎng)的邊緣效應(yīng)求：圖12(1)離子到達(dá)狹縫S1的速度大?。?2)靜電分析器中等勢(shì)線A上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大?。?3)離子離開(kāi)磁場(chǎng)的位置答案(1)(2)(3)距M點(diǎn)d解析(1)由動(dòng)能定理可知qUmv2解得離子到達(dá)狹縫S1的速度大小為v(2)根據(jù)牛頓第

14、二定律Eqm解得E(3)由牛頓第二定律得qvB可得離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為rd軌跡如圖所示，根據(jù)勾股定理有r2(r)2x2解得x所以離子從MN邊距M點(diǎn)的位置離開(kāi)18(10分)如圖13所示，在矩形ABCD區(qū)域內(nèi)，對(duì)角線BD以上的區(qū)域存在有平行于AD向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，對(duì)角線BD以下的區(qū)域存在有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖中未標(biāo)出)，矩形的AD邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，AB邊長(zhǎng)為2L.一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子(重力不計(jì))以初速度v0從A點(diǎn)沿AB方向進(jìn)入電場(chǎng)，在對(duì)角線BD的中點(diǎn)P處進(jìn)入磁場(chǎng)，并從DC邊長(zhǎng)以垂直于DC邊的速度離開(kāi)磁場(chǎng)(圖中未畫出)求：圖13(1)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大?。?2)帶電粒子經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)速度v的

15、大小和方向；(3)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向答案見(jiàn)解析解析(1)帶電粒子在電場(chǎng)中受電場(chǎng)力作用做類平拋運(yùn)動(dòng)，則Lat2，Lv0t，Eqma得場(chǎng)強(qiáng)為E(2)帶電粒子在電場(chǎng)方向上做勻變速運(yùn)動(dòng)，設(shè)電場(chǎng)方向分速度為vy，則有a，v2a得vyv0帶電粒子經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的速度為vv0，與水平方向的夾角為45.(3)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心就在CD線上某點(diǎn)，則RL，由qvBm得B.由左手定則結(jié)合粒子運(yùn)動(dòng)軌跡知，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外19(11分)(2017溫州市9月選考)如圖14所示，空心圓臺(tái)上、下底面水平，其半徑分別為3r和2r，圓臺(tái)高為H4r，圓臺(tái)壁內(nèi)表面涂有熒光粉位于圓臺(tái)軸線位置的某電學(xué)器件，其陰極是一

16、根細(xì)圓柱形導(dǎo)體，陽(yáng)極是環(huán)繞陰極半徑為r的圓柱形金屬網(wǎng)(厚度不計(jì))，陽(yáng)極與圓臺(tái)壁之間的空間區(qū)域分布著豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，從陰極發(fā)出的電子(初速度不計(jì))，經(jīng)加速后從陽(yáng)極小孔中水平射出，撞到圓臺(tái)壁上可使圓臺(tái)壁發(fā)光已知陰陽(yáng)兩極之間所加的電壓恒為U，電子比荷為k，電子重力、電子間的相互作用力以及其他阻力均忽略不計(jì)圖14(1)若使圓臺(tái)壁不發(fā)光，則磁感應(yīng)強(qiáng)度至少為多大？(2)若將陽(yáng)極半徑縮小，使其與陰極距離忽略不計(jì)，并使磁場(chǎng)充滿整個(gè)圓臺(tái)空間，改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小，圓臺(tái)壁發(fā)光部分的豎直高度h也隨之改變，試確定h隨B變化的函數(shù)關(guān)系答案(1) (2)h8r(B)解析(1)由動(dòng)能定理得eUmv2若使圓臺(tái)壁恰好不發(fā)

17、光，則下底面處恰好不發(fā)光由幾何關(guān)系可知R2r2(2rR)2由牛頓第二定律得evB0m由可得v，由可得Rr，代入可得B0 .(2)設(shè)高為h處的臺(tái)體半徑為R，則由牛頓第二定律得evB由得R2r，由得R，B (2rR3r)再結(jié)合v，得h 8r( B )20(12分)(2017麗水、衢州、湖州9月聯(lián)考)如圖15是一種回旋式加速器的簡(jiǎn)化模型圖，半徑為R的真空?qǐng)A形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，圓心O正下方P點(diǎn)處有一極窄的平行金屬板，兩板間加有脈沖電壓用于加速電子，電壓為U.電子由金屬板間右側(cè)小孔飄入(初速度視為零)，經(jīng)加速后，水平向左射入磁場(chǎng)，當(dāng)電子加速到需要的速度時(shí)，通過(guò)磁屏蔽導(dǎo)流管MN

18、將電子沿導(dǎo)流管軸線引出導(dǎo)流管可沿PQ直線平移，其N端始終在PQ線上，PQ與水平線EF之間的夾角為.已知電子的質(zhì)量為m，電荷量大小為e，OPR，不計(jì)電子重力、電子加速時(shí)間及其做圓周運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的電磁輻射，不考慮相對(duì)論效應(yīng)求：圖15(1)為了使電子獲得最大速度，磁場(chǎng)的方向；(2)電子能獲得的最大速度；(3)導(dǎo)流管MN與水平線EF之間的夾角；(4)電子從開(kāi)始加速，直至以最大速度引出，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所需的時(shí)間答案見(jiàn)解析解析(1)根據(jù)左手定則，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里(2)由題意，當(dāng)電子速度最大時(shí)，有圓周運(yùn)動(dòng)最大半徑rmaxR由牛頓第二定律得qvBm代入得：vmax.(3)由題意作幾何圖，由圖可知：2.(4)設(shè)電

19、子加速n次后達(dá)到vmax，則根據(jù)動(dòng)能定理，有nUemv，得n.由帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期公式T，由帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間公式t(為圓心角)聯(lián)立上式，可得：t總nT.21(12分)如圖16所示，為了研究帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，在空間中建立一平面直角坐標(biāo)系xOy，在0y0且y0的區(qū)域內(nèi)存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在y軸的正半軸上固定著一個(gè)長(zhǎng)為l的彈性絕緣擋板，擋板上端位于Q點(diǎn)，下端與坐標(biāo)原點(diǎn)O重合有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子甲從電場(chǎng)中的M點(diǎn)由靜止釋放，加速后以大小為v的速度從x軸上的P點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)當(dāng)粒子甲進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，位于M點(diǎn)正下方的N點(diǎn)，有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子乙由靜止釋放，經(jīng)過(guò)t0時(shí)間加速后也從P點(diǎn)進(jìn)行磁場(chǎng)已知甲、乙兩粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡重合，均垂直打在彈性擋板上的Q點(diǎn)并以原速率彈回，不考慮粒子與擋板發(fā)生碰撞所需的時(shí)間，不計(jì)粒子重力圖16(1)求磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B；(2)求M、P兩點(diǎn)和N、P兩點(diǎn)間的距離y1和y2；(3)若粒子乙與彈性擋板相碰時(shí)，立即撤去磁場(chǎng)，并經(jīng)過(guò)時(shí)間t恢復(fù)原磁場(chǎng)，要使此后兩粒子一直在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)但不能經(jīng)過(guò)同一位置，求時(shí)間t的取值范圍答案見(jiàn)解析解析(1)由于兩粒子均垂直x軸