高考物理總復(fù)習(xí)單元綜合測(cè)試8：磁場(chǎng)

1、單元綜合測(cè)試八(磁場(chǎng))本試卷分第卷(選擇題)和第卷(非選擇題)兩部分，試卷滿分為100分考試時(shí)間為90分鐘第卷(選擇題，共40分)一、選擇題(本題共10小題，每題4分，共40分有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確，把正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi))1下列關(guān)于電場(chǎng)和磁場(chǎng)的說(shuō)法中正確的是()a電場(chǎng)線和磁感線都是封閉曲線b電場(chǎng)線和磁感線都是不封閉曲線c通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中一定受到磁場(chǎng)力的作用d電荷在電場(chǎng)中一定受到電場(chǎng)力的作用解析：磁感線是封閉曲線，電場(chǎng)線不是封閉曲線，選項(xiàng)a、b均錯(cuò)；當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，不受磁場(chǎng)力的作用，但電荷在電場(chǎng)中一定受到電場(chǎng)力的作用，選項(xiàng)c錯(cuò)誤而選項(xiàng)d正確答案

2、：d圖12如圖1所示，一根質(zhì)量為m的金屬棒ac用軟線懸掛在磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，通入ac方向的電流時(shí)，懸線張力不為零，欲使懸線張力為零，可以采用的辦法是()a不改變電流和磁場(chǎng)方向，適當(dāng)增大電流b只改變電流方向，并適當(dāng)減小電流c不改變磁場(chǎng)和電流方向，適當(dāng)減小磁感應(yīng)強(qiáng)度d只改變磁場(chǎng)方向，并適當(dāng)減小磁感應(yīng)強(qiáng)度解析：通入ac方向的電流時(shí)，由左手定則可知，安培力方向垂直金屬棒向上，2tf安mg，f安bil；欲使懸線張力為零，需增大安培力，但不能改變安培力的方向，只有選項(xiàng)a符合要求答案：a3速率相同的電子垂直磁場(chǎng)方向進(jìn)入四個(gè)不同的磁場(chǎng)，其軌跡如圖所示，則磁場(chǎng)最強(qiáng)的是()解析：由qvbm得r，速率相同

3、時(shí)，半徑越小，磁場(chǎng)越強(qiáng)，選項(xiàng)d正確答案：d圖24如圖2所示，用絕緣輕繩懸吊一個(gè)帶正電的小球，放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中現(xiàn)把小球拉至懸點(diǎn)右側(cè)a點(diǎn)，輕繩被水平拉直，靜止釋放后，小球在豎直平面內(nèi)來(lái)回?cái)[動(dòng)在小球運(yùn)動(dòng)過程中，下列判斷正確的是()a小球擺到懸點(diǎn)左側(cè)的最高點(diǎn)與a點(diǎn)應(yīng)在同一水平線上b小球每次經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)所受洛倫茲力大小相等c小球每次經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)所受洛倫茲力方向相同d小球每次經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)輕繩所受拉力大小相等解析：由洛倫茲力不做功，小球機(jī)械能守恒，小球在最低點(diǎn)的速度相等，選項(xiàng)a、b均正確；設(shè)小球在最低點(diǎn)的速度為v，從右側(cè)擺下時(shí)，在最低點(diǎn)受洛倫茲力的方向豎直向下，且t1qvbmgm；從左側(cè)擺下時(shí)，在最低點(diǎn)受洛倫

4、茲力的方向豎直向上，且t2qvbmgm；t1t2，選項(xiàng)c、d均錯(cuò)答案：ab圖35回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其主體部分是兩個(gè)d形金屬盒兩金屬盒處在垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并分別與高頻交流電源兩極相連接，從而使粒子每次經(jīng)過兩盒間的狹縫時(shí)都得到加速，如圖所示現(xiàn)要增大帶電粒子從回旋加速器射出時(shí)的動(dòng)能，下列方法可行的是()a減小磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度b減小狹縫間的距離c增大高頻交流電壓d增大金屬盒的半徑解析：設(shè)粒子的最終速度為v，由r及ekmv2得ek，粒子的動(dòng)能與交流電壓無(wú)關(guān)，選項(xiàng)d可使射出的粒子動(dòng)能增大答案：d6質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子(忽略重力)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，形成

5、空間環(huán)形電流已知粒子的運(yùn)動(dòng)速率為v、半徑為r、周期為t，環(huán)形電流的大小為i.則下面說(shuō)法中正確的是()a該帶電粒子的比荷為b在時(shí)間t內(nèi)，粒子轉(zhuǎn)過的圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角為c當(dāng)速率v增大時(shí)，環(huán)形電流的大小i保持不變d當(dāng)速率v增大時(shí)，運(yùn)動(dòng)周期t變小解析：在磁場(chǎng)中，由qvb，得，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)周期t與速率無(wú)關(guān)，選項(xiàng)d錯(cuò)誤；在時(shí)間t內(nèi)，粒子轉(zhuǎn)過的圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角2，選項(xiàng)b正確；電流定義i，與速率無(wú)關(guān)，選項(xiàng)c正確答案：bc圖47如圖4所示，質(zhì)量為m、帶電荷量為q的p環(huán)套在固定的水平長(zhǎng)直絕緣桿上，整個(gè)裝置處在垂直于桿的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b.現(xiàn)給環(huán)一向右的初速度v0(v0)，則()a環(huán)將向右

6、減速，最后勻速b環(huán)將向右減速，最后停止運(yùn)動(dòng)c從環(huán)開始運(yùn)動(dòng)到最后達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，損失的機(jī)械能是mv02d從環(huán)開始運(yùn)動(dòng)到最后達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，損失的機(jī)械能是mv02m()2圖5解析：由題意可知qv0bmg，受力分析如圖5所示水平方向物體做減速運(yùn)動(dòng)，ffn(qvbmg)，當(dāng)qvbmg，即v時(shí)，fn0，之后物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)a、d正確而b、c錯(cuò)誤答案：ad圖68如圖6所示，圓柱形區(qū)域的橫截面在沒有磁場(chǎng)的情況下，帶電粒子(不計(jì)重力)以某一初速度沿截面直徑方向入射時(shí)，穿過此區(qū)域的時(shí)間為t；若該區(qū)域加沿軸線方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)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(shí)，速度方向偏轉(zhuǎn)了

7、/3，根據(jù)上述條件可求得的物理量為()a帶電粒子的初速度b帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑c帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期d帶電粒子的比荷圖7解析：設(shè)圓柱形區(qū)域的半徑為r，粒子的初速度為v0，則v0，由于r未知，無(wú)法求出帶電粒子的初速度，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；若加上磁場(chǎng)，粒子在磁場(chǎng)中的軌跡如圖7所示，設(shè)運(yùn)動(dòng)軌跡半徑為r，運(yùn)動(dòng)周期為t，則t，速度方向偏轉(zhuǎn)了/3，由幾何關(guān)系得，軌跡圓弧所對(duì)的圓心角/3，rr，聯(lián)立以上式子得tt；由t2m/qb得q/m，故選項(xiàng)c、d正確；由于r未知，無(wú)法求出帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑，選項(xiàng)b錯(cuò)誤答案：cd圖89如圖8所示，abc為豎直平面內(nèi)的光滑絕緣軌道，其中ab為傾斜直軌道，b

8、c為與ab相切的圓形軌道，并且圓形軌道處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里質(zhì)量相同的甲、乙、丙三個(gè)小球中，甲球帶正電、乙球帶負(fù)電、丙球不帶電，現(xiàn)將三個(gè)小球在軌道ab上分別從不同高度處由靜止釋放，都恰好通過圓形軌道的最高點(diǎn)，則()a經(jīng)過最高點(diǎn)時(shí)，三個(gè)小球的速度相等b經(jīng)過最高點(diǎn)時(shí)，甲球的速度最小c甲球的釋放位置比乙球的高d運(yùn)動(dòng)過程中三個(gè)小球的機(jī)械能均保持不變解析：恰好過最高點(diǎn)，對(duì)甲球：mgqv甲b；對(duì)乙球：mgqv乙b；對(duì)丙球：mg，故v甲v丙v乙，故選項(xiàng)a、b均錯(cuò)洛倫茲力不做功，故運(yùn)動(dòng)過程中三個(gè)小球的機(jī)械能均保持不變，選項(xiàng)c、d均正確答案：cd10如圖所示，虛線框中存在勻強(qiáng)電場(chǎng)e和勻強(qiáng)磁場(chǎng)b，它

9、們相互正交或平行有一個(gè)帶負(fù)電的小球從該復(fù)合場(chǎng)上方的某一高度處自由落下，那么，帶電小球可能沿直線通過下列的哪些復(fù)合場(chǎng)區(qū)域()解析：帶電小球要沿直線通過復(fù)合場(chǎng)區(qū)域，則受力必須平衡，分析剛進(jìn)復(fù)合場(chǎng)時(shí)的受力就可得c、d正確答案：cd第卷(非選擇題，共60分)二、填空題(本題共2小題，每題8分，共16分)11實(shí)驗(yàn)室里可以用圖9甲所示的小羅盤估測(cè)條形磁鐵磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方法如圖乙所示，調(diào)整羅盤，使小磁針靜止時(shí)n極指向羅盤上的零刻度(即正北方向)，將條形磁鐵放在羅盤附近，使羅盤所在處條形磁鐵的方向處于東西方向上，此時(shí)羅盤上的小磁針將轉(zhuǎn)過一定角度若已知地磁場(chǎng)的水平分量bx，為計(jì)算羅盤所在處條形磁鐵磁場(chǎng)的磁感應(yīng)

10、強(qiáng)度b，則只需知道_，磁感應(yīng)強(qiáng)度的表達(dá)式為b_.圖9答案：羅盤上指針的偏轉(zhuǎn)角bxtan12如圖10所示，空間有一垂直紙面向外的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5t的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一質(zhì)量為0.2 kg且足夠長(zhǎng)的絕緣木板靜止在光滑水平面上，在木板左端無(wú)初速度放置一質(zhì)量為0.1 kg、電荷量q0.2 c的滑塊，滑塊與絕緣木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，滑塊受到的最大靜摩擦力可認(rèn)為等于滑動(dòng)摩擦力現(xiàn)對(duì)木板施加方向水平向左，大小為0.6 n的恒力，g取10 m/s2，則木板的最大加速度為_；滑塊的最大速度為_圖10解析：開始滑塊與板一起勻加速，剛發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)整體的加速度a2 m/s2，對(duì)滑塊(mgqvb)ma，代入數(shù)據(jù)可得此

11、時(shí)刻的速度為6 m/s.此后滑塊做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，最終勻速mgqvb代入數(shù)據(jù)可得此時(shí)刻的速度為10 m/s.而板做加速度增加的加速運(yùn)動(dòng)，最終勻加速板的加速度a3 m/s2答案：3 m/s210 m/s三、計(jì)算題(本題共4小題，13、14題各10分，15、16題各12分，共44分，計(jì)算時(shí)必須有必要的文字說(shuō)明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)圖1113有兩個(gè)相同的全長(zhǎng)電阻為9 的均勻光滑圓環(huán)，固定于一個(gè)絕緣的水平臺(tái)面上，兩環(huán)分別在兩個(gè)互相平行的、相距為20 cm的豎直面內(nèi)，兩環(huán)的連心線恰好與環(huán)面垂直，兩環(huán)面間有方向豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度b0.87 t的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩球的最高點(diǎn)a和c間接有一內(nèi)阻

12、為0.5 的電源，連接導(dǎo)線的電阻不計(jì)今有一根質(zhì)量為10 g，電阻為1.5 的棒置于兩環(huán)內(nèi)側(cè)且可順環(huán)滑動(dòng)，而棒恰好靜止于如圖11所示的水平位置，它與圓弧的兩接觸點(diǎn)p、q和圓弧最低點(diǎn)間所夾的弧對(duì)應(yīng)的圓心角均為60，取重力加速度g10 m/s2.試求此電源電動(dòng)勢(shì)e的大小圖12解析：在圖中，從左向右看，棒pq的受力如圖12所示，棒所受的重力和安培力fb的合力與環(huán)對(duì)棒的彈力fn是一對(duì)平衡力，且fbmgtanmg而fbibl，所以i a1 a在右圖所示的電路中兩個(gè)圓環(huán)分別連入電路中的電阻為r，則r 2 由閉合電路歐姆定律得ei(r2rr棒)1(0.5221.5) v6 v答案：6 v圖1314(2011石

13、家莊模擬)如圖13所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放置一與磁感線平行的薄鉛板，一個(gè)帶電粒子進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，以半徑r120 cm做勻速圓周運(yùn)動(dòng)第一次垂直穿過鉛板后以半徑r219 cm做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則帶電粒子能夠穿過鉛板的次數(shù)是多少？解析：粒子每穿過鉛板一次損失的動(dòng)能都相同，但是粒子每穿過鉛板一次其速度的減少卻是不同的，速度大時(shí)，其速度變化量小；速度小時(shí)，速度變化量大但是粒子每次穿過鉛板時(shí)受鉛板的阻力相同，所以粒子每次穿過鉛板克服阻力做的功相同，因而每次穿過鉛板損失的動(dòng)能相同粒子每穿過鉛板一次損失的動(dòng)能為：ekmv12mv22(r12r22)粒子穿過鉛板的次數(shù)為：n10.26次，取n10次答案：10圖1415(2

14、010四川高考)如圖14所示，電源電動(dòng)勢(shì)e015 v，內(nèi)阻r01，電阻r130 ，r260.間距d0.2 m的兩平行金屬板水平放置，板間分布有垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度b1 t的勻強(qiáng)磁場(chǎng)閉合開關(guān)s，板間電場(chǎng)視為勻強(qiáng)電場(chǎng)，將一帶正電的小球以初速度v0.1 m/s沿兩板間中線水平射入板間設(shè)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為rx，忽略空氣對(duì)小球的作用，取g10 m/s2.(1)當(dāng)rx29 時(shí)，電阻r2消耗的電功率是多大？(2)若小球進(jìn)入板間做勻速圓周運(yùn)動(dòng)并與板相碰，碰時(shí)速度與初速度的夾角為60，則rx是多少？解析：(1)設(shè)r1和r2的并聯(lián)電阻為r，有rr1兩端的電壓為：ur2消耗的電功率為：p當(dāng)rx29 時(shí)

15、，聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)，得p0.6 w(2)設(shè)小球質(zhì)量為m，電荷量為q，小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，有：qemge設(shè)小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r，有qvb由幾何關(guān)系有rd聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)，解得rx54 .答案：(1)0.6 w(2)54 16(2010北京高考)利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件以及傳感器，廣泛應(yīng)用于測(cè)量和自動(dòng)控制等領(lǐng)域如圖15甲，將一金屬或半導(dǎo)體薄片垂直置于磁場(chǎng)b中，在薄片的兩個(gè)側(cè)面a、b間通以電流i時(shí)，另外兩側(cè)c、f間產(chǎn)生電勢(shì)差，這一現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)其原因是薄片中的移動(dòng)電荷受洛倫茲力的作用向一側(cè)偏轉(zhuǎn)和積累，于是c、f間建立起電場(chǎng)eh，同時(shí)產(chǎn)生霍爾電勢(shì)差uh.當(dāng)電荷所受的電場(chǎng)力與洛倫茲力處處相等時(shí)

16、，eh和uh達(dá)到穩(wěn)定值，uh的大小與i和b以及霍爾元件厚度d之間滿足關(guān)系式uhrh，其中比例系數(shù)rh稱為霍爾系數(shù)，僅與材料性質(zhì)有關(guān)(1)設(shè)半導(dǎo)體薄片的寬度(c、f間距)為l，請(qǐng)寫出uh和eh的關(guān)系式；若半導(dǎo)體材料是電子導(dǎo)電的，請(qǐng)判斷圖15甲中c、f哪端的電勢(shì)高；(2)已知半導(dǎo)體薄片內(nèi)單位體積中導(dǎo)電的電子數(shù)為n，電子的電荷量為e，請(qǐng)導(dǎo)出霍爾系數(shù)rh的表達(dá)式(通過橫截面積s的電流inevs，其中v是導(dǎo)電電子定向移動(dòng)的平均速率)；圖15(3)圖15乙是霍爾測(cè)速儀的示意圖，將非磁性圓盤固定在轉(zhuǎn)軸上，圓盤的周邊等距離地嵌裝著m個(gè)永磁體，相鄰永磁體的極性相反霍爾元件置于被測(cè)圓盤的邊緣附近當(dāng)圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，霍爾元件輸出的電壓脈沖信號(hào)圖象