2016屆高考物理(人教版)第一輪復(fù)習(xí)課時(shí)作業(yè)章末質(zhì)量檢測8磁場Word版含答案

1、章末質(zhì)量檢測（八）（時(shí)I可：60分鐘滿分：100分）、選擇題（本題共9小題，每小題6分，共54分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,第16題只有一項(xiàng)符合題目要求，第 79題有多項(xiàng)符合題目要求。） 1.（2014廣東江門一模）如圖1所示，帶負(fù)電的金屬環(huán)繞軸OO'以角速度勻速旋轉(zhuǎn)，在環(huán)左側(cè)軸線上的小磁針最后靜止時(shí)A . N極豎直向上B. N極豎直向下C. N極沿軸線向左D. N極沿軸線向右解析 金屬環(huán)帶負(fù)電，按題圖所示的方向旋轉(zhuǎn)，則金屬環(huán)的電流方向與旋轉(zhuǎn)方向相反。由右手螺旋定則可知磁極的方向：左端 N極，右端S極。因此小磁針N極沿軸線向左。故C正確，A、B、D錯(cuò)誤答案 C2.如圖2所示，一個(gè)邊長L

2、、三邊電阻相同的正三角形金屬框放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中。若通以圖示方向的電流（從A點(diǎn)流入，從C點(diǎn)流出），電流強(qiáng) 度為I,則金屬框受到的磁場力為（）X X S X Xx xA x Cx x-4A. 0 B. ILB C.3ILB D. 2ILB 3解析 可以把正三角形金屬框看做兩根導(dǎo)線并聯(lián)，且兩根導(dǎo)線中的總電流等于I,由安培力公式可知，金屬框受到的磁場力為ILB,選項(xiàng)B正確。答案 B3. （2014安徽安慶二模）如圖3所示，a、b為豎直正對(duì)放置的兩平行金屬板，其中 a板帶正電、兩板間的電壓為 U,在金屬板下方存在一有界的勻強(qiáng)磁場，磁場 的上邊界為與兩金屬板下端重合的水平面PQ, PQ下方

3、的磁場范圍足夠大，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B, 一比荷為舄的帶正電粒子以速度V0從兩板中間位置 沿與a、b平行方向射入兩板間的偏轉(zhuǎn)電場，不計(jì)粒子重力，粒子通過偏轉(zhuǎn)電 場后從PQ邊界上的M點(diǎn)進(jìn)入磁場，運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后又從PQ邊界上的N點(diǎn)射 出磁場，設(shè)M、N兩點(diǎn)距離為x（M、N點(diǎn)在圖中未畫出）。則以下說法中正確的 是XXXXaXXXX -PXXXXX X XX X XXX5XXXX圖3A.只減小磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小，則x減小B.只增大初速度V0的大小，則x減小c.只減小帶電粒子的比荷m,則x不變D.只減小偏轉(zhuǎn)電場的電壓 U的大小，則x不變解析 粒子進(jìn)入磁場后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)粒子進(jìn)入磁場時(shí)速度方向與磁場

4、邊界的夾角為9,速度大小為v=9,軌道半徑R=mv,由幾何關(guān)系可知x= sinqB2Rsing鬻，只減小磁感應(yīng)強(qiáng)度B、只增大初速度V0或只減小帶電粒子的 q比荷2時(shí)，都可使x增大，而X與偏轉(zhuǎn)電場的電壓U無關(guān)，故選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤，D正確。答案 D4 .兩個(gè)質(zhì)量相同、所帶電荷量相等的帶電粒子 a、b,以不同的速率沿著AO方向 射入圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖 4所示。若不計(jì)粒子的重力，則下列 說法正確的是()圖4A. a粒子帶正電，b粒子帶負(fù)電B. a粒子在磁場中所受洛倫茲力較大C. b粒子的動(dòng)能較大D. b粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長2解析 由左手定則可知，a粒子帶負(fù)電，b粒子帶正電，A錯(cuò)誤；

5、由qvB=m、；得=號(hào)|,故運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑越大，對(duì)應(yīng)的速率越大，所以b粒子的速率較大，q在磁場中所受洛倫茲力較大，B錯(cuò)誤；由Ek = 2mv2可得b粒子的動(dòng)能較大，C 正確；由丁=錯(cuò)知兩者的周期相同，b粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角小于 a粒 子運(yùn)動(dòng)的軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角，所以 b粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間較短，D錯(cuò)誤。答案 C5 .如圖5所示，在x軸下方的第m、IV象限中，存在垂直于 xOy平面方向的勻強(qiáng) 磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度Bi = 2B2 = 2B,帶電粒子a、b分別從x軸上的P、Q兩點(diǎn)(圖 中沒有標(biāo)出)以垂直于x軸方向的速度同時(shí)進(jìn)入勻強(qiáng)磁場 Bi、B2中，兩粒子恰 在第一次通過y軸時(shí)發(fā)生正碰，碰撞前帶電

6、粒子 a的速度方向與y軸正方向成60°角，若兩帶電粒子的比荷分別為 ki、k2,進(jìn)入磁場時(shí)的速度大小分別為 vi、V2,不計(jì)粒子重力和兩粒子間相互作用，則下列關(guān)系正確的是()圖5A. ki = 2k2 B. 2ki = k2 C. vi = 2v2 D. 2vi = v2解析 兩粒子在y軸上發(fā)生正碰時(shí)粒子a的速度與y 軸正方向成60°角，則粒子b速度與y軸負(fù)方向成600 角，軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角分別為120°和60°,如圖所示。 兩粒子同時(shí)進(jìn)入磁場并相撞，則運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，即一Ti 2 MiT2刈24 _小、/口 ._ti = t2,而 ti = W=Qna，

7、t2=W= qRo,將 Bi = 2B2= 2B 代入得 ki = k2, A、B3 3qi B16 3q2B2,.m1v1m2v2一均錯(cuò)；由于兩粒子正碰則軌道半徑相等，而R1=mB, R2=mv2,解得v1=2v2,C正確。答案 C6. (2014安徽黃山三校聯(lián)考)如圖6所示，在x>0, y>0的空間中有恒定的勻強(qiáng)磁 場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于 xOy平面向里，大小為Bo現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電 荷量為q的帶正電粒子，從x軸上的某點(diǎn)P沿著與x軸成30。角的方向射入磁 場。不計(jì)重力的影響，則下列有關(guān)說法正確的是X X X X-6 -A.只要粒子的速率合適，粒子就可能通過坐標(biāo)原點(diǎn)B.粒子在

8、磁場中運(yùn)動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間一定為5而3qBC.粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間可能為mqBD.粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間可能為6qB解析 根據(jù)同一直線邊界上粒子運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知，粒子不可能通過坐標(biāo)原點(diǎn)，A錯(cuò)誤；粒子運(yùn)動(dòng)的情況有兩種，一種是從y軸邊界射出，最短5 1TmT 時(shí)間要大于南，故D錯(cuò)；對(duì)應(yīng)軌跡時(shí)，ti=T4Xm 55 m=而，c正確；另一種是從x軸邊界飛出，如軌跡，時(shí)間13=5丁=麗，此時(shí)粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長，故 B錯(cuò)誤答案 C7.磁流體發(fā)電是一項(xiàng)新興技術(shù)。如圖7所示，平行金屬板之間有一個(gè)很強(qiáng)的磁場, 將一束含有大量正、負(fù)帶電粒子的等離子體，沿圖中所示方向噴入磁場。圖中 虛線框部分相當(dāng)于

9、發(fā)電機(jī)。把兩個(gè)極板與用電器相連，則用電器圖7A.用電器中的電流方向從A到BB.用電器中的電流方向從B到AC.若只減小磁場，發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢增大D.若只增大噴入粒子的速度，發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢增大解析 等離子體噴入磁場后，受洛倫茲力作用，帶正電粒子打在上極板，帶負(fù)電粒子打在下極板，用電器中電流方向從 A到B, A正確，B錯(cuò)誤；當(dāng)?shù)入x子體在磁場和電場中滿足qE = qvB時(shí)，電場強(qiáng)度E=vB,此時(shí)電動(dòng)勢最大，最大值Em=Bdv,所以若只增強(qiáng)磁場或只增大噴入粒子的速度，發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢均會(huì)增大，C錯(cuò)誤，D正確答案 AD8.粒子回旋加速器的工作原理如圖 8所示，置于真空中的D形金屬盒的半徑為R, 兩金屬盒間的狹

10、縫很小，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的勻強(qiáng)磁場與金屬盒盒面垂直，高頻 交流電的頻率為f,加速電壓為U,若中心粒子源處產(chǎn)生的質(zhì)子質(zhì)量為 m、電 荷量為+ e,在加速器中被加速。不考慮相對(duì)論效應(yīng)，則下列說法正確的是()TT/接交流電源J甲 乙圖8A.不改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B和交流電的頻率f,該加速器也可加速a粒子B .加速的粒子獲得的最大動(dòng)能隨加速電壓U的增大而增大C.質(zhì)子被加速后的最大速度不能超過2：RfD .質(zhì)子第二次和第一次經(jīng)過D形盒間狹縫后軌道半徑之比為/2：1解析質(zhì)子被加速獲得的最大速度受到 D形盒最大半徑的制約，Vm =2#f, C正確；粒子旋轉(zhuǎn)頻率為f= 黑，與被加速粒子的比荷有關(guān)，所以 A錯(cuò)2 ：m

11、2誤；粒子被加速的最大動(dòng)能Ekm = mVm = 2m，R2f2,與加速電壓U無關(guān)，B錯(cuò)誤;2D正確。因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)半徑R=震，nUq = *,知半徑比為亞1, Bq2答案 CD9. (2014貴州省六校聯(lián)盟第一次聯(lián)考)下列四圖中，A、B兩圖是質(zhì)量均為m的小 球以相同的水平初速度向右拋出，A圖只受重力作用，B圖除受重力外還受水 平向右的恒定風(fēng)力作用；C、D兩圖中有相同的無限寬的電場，場強(qiáng)方向豎直 向下，D圖中還有垂直于紙面向里無限寬的勻強(qiáng)磁場且和電場正交，在兩圖中 均以相同的初速度向右水平拋出質(zhì)量為 m的正電荷，兩圖中不計(jì)重力作用，則 下列有關(guān)說法正確的是()A. A、B、C三圖中的研究對(duì)象均做勻變

12、速曲線運(yùn)動(dòng)B.從開始拋出經(jīng)過相同時(shí)間C、D兩圖豎直方向速度變化相同，A、B兩圖豎 直方向速度變化相同C.從開始拋出到沿電場線運(yùn)動(dòng)相等距離的過程內(nèi)C、D兩圖中的研究對(duì)象動(dòng)能變化相同D.相同時(shí)間內(nèi)A、B兩圖中的研究對(duì)象在豎直方向的動(dòng)能變化相同解析 根據(jù)題給條件可知，A、B、C三圖中的研究對(duì)象的受力均為包力，因此 研究對(duì)象均做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，A正確；從開始拋出經(jīng)過相同時(shí)間，C、D兩 圖研究對(duì)象在豎直方向受力不同，速度變化也不同，B錯(cuò)誤；根據(jù)C、D兩圖中有相同的無限寬的電場，場強(qiáng)方向豎直向下，D圖中還有垂直于紙面向里的無限寬的勻強(qiáng)磁場且和電場正交可知，從開始拋出到沿電場線運(yùn)動(dòng)相等距離的 過程中電場力做

13、功相同，洛倫茲力不做功，重力忽略不計(jì)，因此只有電場力做 功，所以C、D兩圖中的研究對(duì)象動(dòng)能變化相同，C正確；因?yàn)閯?dòng)能是標(biāo)量沒 有分量形式之說，因此相同時(shí)間內(nèi) A、B兩圖豎直方向的動(dòng)能變化相同這種說法是錯(cuò)誤的，故D錯(cuò)誤二、非選擇題（本題共3小題，共46分）10. （12分）（2014廣東潮州期末）如圖9所示，在XOY直角坐標(biāo)系中，OQ與OP分別與X軸正、負(fù)方向成45°,在POQ區(qū)域中存在足夠大的勻強(qiáng)電場， 場強(qiáng)大小 為E,其余區(qū)域存在勻強(qiáng)磁場，一帶電荷量為+ q、質(zhì)量為m的粒子在Y軸上A 點(diǎn)（0, L）以沿X軸正方向的速度vo進(jìn)入第四象限，在OQ邊界垂直進(jìn)入電場， 后又從OP邊界離開電

14、場，不計(jì)粒子的重力。求：（1）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大?。唬?）粒子從OP進(jìn)入磁場的位置坐標(biāo)。解析（1）設(shè)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B,粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)牛頓mvo第二定律有qvoB = -由幾何關(guān)系可得r = L,則勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B = mV0 q（2）設(shè)粒子在電場中運(yùn)動(dòng)的加速度大小為 a,根據(jù)牛頓第二定律有Eq=ma2Lm由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律知r=L = "2", s= v0t= v0、y-qE則粒子從OP進(jìn)入磁場的位置坐標(biāo)為（7。麻V0盤答案學(xué)（2）（-V。展V。展11. （16分）離子推進(jìn)器是太空飛行器常用的動(dòng)力系統(tǒng)。 某種推進(jìn)器設(shè)計(jì)的簡化原理如圖1。

15、甲所示，截面半徑為R的圓柱腔分為兩個(gè)工作區(qū)。I為電離區(qū)，將氤氣電離獲得1價(jià)正離子；II為加速區(qū)，長度為 L,兩端加有電壓，形成軸向的 勻強(qiáng)電場。I區(qū)產(chǎn)生的正離子以接近0的初速度進(jìn)入II區(qū)，被加速后以速度VMR從右側(cè)噴出。I區(qū)內(nèi)有軸向的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,在離軸線R處的C點(diǎn)持續(xù)射出一定速率范圍的電子。 假設(shè)射出的電子僅在垂直于軸線的截面 上運(yùn)動(dòng)，截面如圖乙所示（從左向右看）。電子的初速度方向與中心 。點(diǎn)和C點(diǎn) 的連線成a角（0<a0 90。）。推進(jìn)器工作時(shí)，向I區(qū)注入稀薄的氤氣。電子使氤 氣電離的最小速率為V0,電子在I區(qū)內(nèi)不與器壁相碰且能到達(dá)的區(qū)域越大，電 離效果越好。已知離子

16、質(zhì)量為 M;電子質(zhì)量為m,電量為e。（電子碰到器壁即 被吸收，不考慮電子間的碰撞）-13 -甲 乙圖10（1）求II區(qū)的加速電壓及離子的加速度大??；為取得好的電離效果，請(qǐng)判斷I區(qū)中的磁場方向（按圖乙說明是“垂直紙面向里”或“垂直紙面向外”）；（3） a為90°時(shí)，要取得好的電離效果，求射出的電子速率 v的范圍。解析12（1）由動(dòng)能定理得MvM=eU2Mvm2e2eE U vmM=eML=2L(2)垂直紙面向外(3)設(shè)電子運(yùn)動(dòng)的最大半徑為r32r = ?R2V_ eBv= m r所以有vo<v<3eBR4m要使式有解，則磁感應(yīng)強(qiáng)度4mvoB>eR答案3eBR(3)vo

17、< v< 4m(B>4mv03eR)22小 Mvm VM裝 (2)垂直紙面向外12(18分)如圖11甲所示，比荷m=k的帶正電的粒子(可視為質(zhì)點(diǎn))，以速度vo從A點(diǎn)沿AB方向射入長方形磁場區(qū)域，長方形的長 AB=V3L,寬AD = L。取 粒子剛進(jìn)入長方形區(qū)域的時(shí)刻為 0時(shí)刻，垂直于長方形平面的磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖 乙所示規(guī)律變化(以垂直紙面向外的磁場方向?yàn)檎较?，粒子僅在洛倫茲力的 作用下運(yùn)動(dòng)。甲4B/T乙圖11若帶電粒子在通過A點(diǎn)后的運(yùn)動(dòng)過程中不再越過 AD邊，要使其恰能沿DC 方向通過C點(diǎn)，求磁感應(yīng)強(qiáng)度Bo及其磁場的變化周期To為多少？(2)要使帶電粒子通過A點(diǎn)后的運(yùn)動(dòng)過程中不再越過AD邊，求交變磁場磁感應(yīng) 強(qiáng)度Bo和變化周期To的乘積BoTo應(yīng)滿足什么關(guān)系？解析(1)帶電粒子在長方形區(qū)域內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡半徑為R,周期為T，則可得=黑=患27m 2 冗丁=一qBo kBo經(jīng)過一個(gè)磁場的變化周期，粒子的末速度方向和初速度方向相同，如圖所示, 要使粒子恰能