【高考復習方案】2022年高考物理復習一輪用書【新課標】45分鐘單元能力訓練卷8-

45分鐘單元力量訓練卷(八)(考查范圍：第八單元分值：110分)一、選擇題(每小題6分，共48分)1．2022·江蘇南京市、鹽城一模在磁場中的同一位置放置一條直導線，導線的方向與磁場方向垂直．先后在導線中通入不同的電流，導線所受的力也不一樣．圖D8-1是導線受的力F與通過的電流I的關(guān)系圖像，a、b各代表一組F、I的數(shù)據(jù)，其中正確的是()圖D8-12．關(guān)于帶電粒子在勻強磁場中受到的洛倫茲力，下列說法正確的是()A．帶電粒子的速度越大，洛倫茲力肯定越大B．當帶電粒子的速度方向與磁場方向平行時，洛倫茲力最大C．洛倫茲力的方向和速度方向可以垂直，也可以不垂直D．洛倫茲力不做功，所以洛倫茲力肯定不會轉(zhuǎn)變帶電粒子的速度大小圖D8-23．如圖D8-2所示，半徑為r的圓形空間內(nèi)存在著垂直于紙面對外的勻強磁場，一個帶電粒子(不計重力)從A點以速度v0垂直于磁場方向沿半徑射入磁場中，并從B點射出，且∠AOB＝120°，則該粒子在磁場中運動的時間為()A.eq\f(2πr,3v0)B.eq\f(2\r(3)πr,3v0)C.eq\f(πr,3v0)D.eq\f(\r(3)πr,3v0)4．2022·長沙質(zhì)檢如圖D8-3所示，兩根足夠長的平行導線a和b水平放置(a、b在同一豎直平面內(nèi))，兩導線中通有方向相反、大小不等的恒定電流，且Ia＞Ib.當加一個垂直于a、b所在平面的勻強磁場B時，導線a恰好不再受安培力的作用，則與加磁場B之前相比較()圖D8-3A．b也恰好不再受安培力的作用B．b受的安培力小于原來安培力的2倍，方向豎直向上C．b受的安培力等于原來安培力的2倍，方向豎直向下D．b受的安培力小于原來安培力的大小，方向豎直向下5．2021·江西五校聯(lián)考如圖D8-4所示，豎直平面內(nèi)有一固定的光滑絕緣橢圓形大環(huán)，水平長軸為AC，豎直短軸為ED.輕彈簧一端固定在大環(huán)的中心O，另一端連接一個可視為質(zhì)點的帶正電的小環(huán)，小環(huán)穿在大環(huán)上，整個裝置處于一個垂直于大環(huán)面的水平向里的勻強磁場中．將小環(huán)從A點由靜止釋放，已知小環(huán)在A、D兩點時彈簧的形變量大小相等．下列說法中錯誤的是()圖D8-4A．剛釋放時，小球的加速度為重力加速度gB．小環(huán)的質(zhì)量越大，其滑到D點時的速度將越大C．小環(huán)從A到運動到D，彈簧對小環(huán)先做正功后做負功D．小環(huán)肯定能滑到C點6．2022·東北師大附中第四次摸底如圖D8-5所示，MN是一熒光屏，當帶電粒子打到熒光屏上時，熒光屏能夠發(fā)光．MN的上方有磁感應強度為B的勻強磁場，磁場方向垂直于紙面對里．P為屏上的一個小孔，PQ與MN垂直．一群質(zhì)量為m、電荷量為q的正、負兩種帶電粒子(不計重力)以相同的速率v從小孔P處沿垂直于磁場且與PQ夾角為θ的范圍內(nèi)向各個方向射入磁場區(qū)域，不計粒子間的相互作用．以下說法正確的是()圖D8-5A．在熒光屏上P點兩側(cè)將消滅兩個長度相等的條形亮線，其長度為eq\f(2mv,qB)(1－cosθ)B．在熒光屏上P點兩側(cè)將消滅兩個長度相等的條形亮線，其長度為eq\f(2mv,qB)(1－sinθ)C．在熒光屏上將消滅一個圓形亮斑，其半徑為eq\f(2mv,qB)D．在熒光屏上將消滅一個圓形亮環(huán)，其外半徑為eq\f(2mv,qB)，內(nèi)半徑為eq\f(2mv,qB)cosθ圖D8-67．如圖D8-6所示，三角形磁場區(qū)域的三個頂點a、b、c在直角坐標系內(nèi)的坐標分別為(0，2eq\r(3)cm)、(－2cm，0)、(2cm，0)，磁感應強度B＝4×10－4T，方向垂直于紙面對里．某正離子的比荷為eq\f(q,m)＝2.5×105C/kg，重力不計．大量的該正離子在t＝0時從O點以相同的速度v＝2eq\r(3)A．從ac邊離開磁場的離子離開磁場時距c點最近的位置坐標為[eq\r(3)cm，(2eq\r(3)－3)cm]B．從a點離開磁場的離子在磁場中運動時間最長C．不行能有離子垂直于ab邊離開磁場D．在t＝eq\f(π,300)s時運動時間最長的離子離開磁場8．如圖D8-7所示，在半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面對里的勻強磁場，在邊長為2R的正方形區(qū)域里也有垂直于紙面對里的勻強磁場，兩個磁場的磁感應強度大小相同．兩個相同的帶電粒子以相同的速率分別從M、N兩點垂直于磁場方向射入勻強磁場．在M點射入的帶電粒子的速度方向指向圓心，在N點射入的帶電粒子的速度方向與邊界垂直，且N點為正方形邊長的中點．下列說法正確的是()圖D8-7A．帶電粒子在兩個磁場中飛行的時間肯定不同B．從M點射入的帶電粒子可能先飛出磁場C．從N點射入的帶電粒子可能先飛出磁場D．從N點射入的帶電粒子不行能比從M點射入的帶電粒子先飛出磁場二、填空題(12分)9．(4分)已知地磁場的水平重量為B，利用這一值可以測定某一弱磁場的磁感應強度．圖D8-8甲為測定通電線圈中心一點的磁感應強度的試驗示意圖，試驗方法：①先將未通電的線圈平面固定于沿南北方向的豎直平面內(nèi)，中心放一枚小磁針，N極指向北方；②給線圈通電，此時小磁針N極指向北偏東θ角后靜止，圖乙為俯視圖．由此可以確定線圈中電流方向(由東向西看)為__________(選填“順時針”或“逆時針”)方向，線圈中心的合磁感應強度大小為__________．圖D8-8圖D8-910．(8分)如圖D8-9所示，平行板電容器的金屬極板M、N間的距離為d，兩板間存在磁感應強度大小為B、方向垂直于紙面對外的勻強磁場，等離子群以速度v沿圖示方向射入．已知電容器的電容為C，則：(1)當開關(guān)S斷開時，穩(wěn)定后電容器所帶的電荷量Q______(選填“＝”“>”或“<”)BvdC；(2)當開關(guān)S閉合時，穩(wěn)定后電容器所帶的電荷量Q′______(選填“＝”“>”或“<”)BvdC.三、解答題(50分)11．(23分)如圖D8-10所示，空間中O點放一質(zhì)量為m、電荷量為＋q的微粒，過O點水平向右為x軸，豎直向下為y軸，MN為邊界線，MN上方存在水平向右的勻強電場E，MN下方存在水平向左的勻強電場E′和垂直于紙面對里的勻強磁場．OM＝h.若由靜止釋放微粒，則微粒始終沿直線OP穿過此區(qū)域，OP與豎直方向的夾角為θ＝60°；若在O點給微粒沿x軸正方向的初速度v0，微粒將經(jīng)過MN上的C點．重力加速度為g，電場強度E和E′大小未知，求：(1)C點的坐標；(2)勻強磁場的磁感應強度B.圖D8-1012．2022·寧波期末(27分)如圖D8-11所示，abcd是一個長方形盒子，在ad邊和cd邊上各開有小孔f和e，e是cd邊上的中點，熒光屏M平行于cd放置，能顯示從e孔射出的粒子落點的位置．盒子內(nèi)有一方向垂直于abcd平面的勻強磁場，磁感應強度大小為B.粒子源不斷地放射相同的帶電粒子，粒子的初速度可以忽視．粒子經(jīng)電壓為U的電場加速后，從f孔垂直于ad邊射入盒內(nèi)，再經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后恰好從e孔射出．已知fd＝eq\r(3)L，cd＝2L，屏M與cd間的距離為eq\r(3)L，不計粒子重力和粒子之間的相互作用力．(1)求帶電粒子的比荷eq\f(q,m).(2)求帶電粒子從f孔運動到屏M的時間t.(3)若撤去磁場，盒子內(nèi)加一平行于ad邊的勻強電場，粒子經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后仍恰好從e孔射出，求電場的場強大?。畧DD8-11

45分鐘單元力量訓練卷(八)1．C[解析]由題意知，導線受到的安培力為F＝BIL，所以eq\f(F,I)＝BL，選項C正確．2．D[解析]當帶電粒子的速度方向與磁場方向平行時，不受洛倫茲力作用，選項A、B錯誤；洛倫茲力的方向既和速度方向垂直，也和磁場垂直方和，選項C錯誤．3．D[解析]設(shè)粒子運動的軌道半徑為R，則粒子運動的圓弧對應的圓心角為60°，故運動的軌跡長度為L＝eq\f(πR,3)，由幾何關(guān)系可知，tan30°＝eq\f(r,R)，該粒子在磁場中運動的時間為t＝eq\f(L,v0).聯(lián)立解得t＝eq\f(\r(3)πr,3v0)，選項D正確．4．D[解析]未加勻強磁場B之前，導線a和b在對方處產(chǎn)生的磁場方向相同，因Ia<Ib，所以在b導線處的磁感應強度較大；加上勻強磁場B后，導線a恰好不受安培力，說明勻強磁場B與導線b在導線a處產(chǎn)生的磁感應強度大小相等、方向相反，則勻強磁場B與導線b處產(chǎn)生的磁感應強度方向相反，合磁感應強度方向與導線a在導線b處產(chǎn)生的磁感應強度方向相同，大小比未加勻強磁場B之前要小．所以b所受的安培力比原來的安培力小，由左手定則可推斷，安培力方向豎直向下．5．B[解析]剛釋放時，小球所受的合力等于重力，加速度為g，A正確；小環(huán)從A到運動到D，彈簧先回復原長，再壓縮，即彈簧對小環(huán)先做正功后做負功，C正確；小環(huán)從A運動到D，由動能定理得mgh＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,D)，可知小環(huán)到D點時的速度vD與小環(huán)的質(zhì)量無關(guān)，B錯誤；小環(huán)到C點時的速度剛好為0，D正確．6．A[解析]如圖所示沿PA方向射入的帶負電的粒子打在屏上P點右側(cè)的C點(離P最近的點)，沿PQ方向射入的帶負電的粒子打在屏上P點右側(cè)的D點(離P最遠的點)，可知打在屏上P點右側(cè)的為一亮線，因PD＝2R＝eq\f(2mv,qB)，PC＝2Rcosθ＝eq\f(2mv,qB)cosθ，所以亮線長度CD＝PD－PC＝eq\f(2mv,qB)(1－cosθ)；同理，帶正電的粒子打在屏上P點左側(cè)的亮線長度也為eq\f(2mv,qB)(1－cosθ)，選項A正確，B、C、D錯誤．7．ABD[解析]正離子在磁場中做圓周運動的軌跡圓半徑R＝eq\f(mv,qB)＝2eq\r(3)cm，入射方向不同的離子的軌跡圓半徑相同，各離子的軌跡圓是過O點的半徑為R的動圓，且入射速度沿x軸正方向的離子離開磁場時距c點最近，最近點A的坐標為[eq\r(3)cm，(2eq\r(3)－3)cm]，選項A正確；當軌跡圓弧對應的弦最長時，圓心角最大，運動的時間最長，即從a點射出的離子的運動時間最長，該軌跡圓弧對應的圓心角為60°，運動時間t＝eq\f(T,6)＝eq\f(1,6)·eq\f(2πm,qB)＝eq\f(π,300)s，選項B、D正確；由幾何關(guān)系可知，從O點沿與Oc成120°角方向射入磁場的離子將垂直于ab邊離開磁場，選項C錯誤．8．BD[解析]假設(shè)粒子帶負電，畫出軌跡圖如圖所示，簡潔得出粒子在圓形磁場中的軌跡長度不會大于在正方形磁場中的軌跡長度，故B、D正確．9．逆時針eq\f(B,cosθ)[解析]由于合磁場的方向指向北偏東θ角，地磁場的水平重量為B，方向向北，通電線圈在中心處產(chǎn)生的磁場方向應水平向東，依據(jù)安培定則可推斷，線圈中電流方向(由東向西看)為逆時針方向．依據(jù)平行四邊形定則，線圈中心處的合磁感應強度大小為eq\f(B,cosθ).10．(1)＝(2)<[解析](1)正、負離子在磁場中運動時受到洛倫茲力，正離子向N板偏轉(zhuǎn)，負離子向M板偏轉(zhuǎn)，當qeq\f(UNM,d)＝qvB時，離子不再偏轉(zhuǎn)，故斷開開關(guān)S時，穩(wěn)定后電容器兩極板間的電壓UMN＝Bvd，電容器所帶的電荷量Q＝BvdC.(2)當開關(guān)S閉合時，穩(wěn)定后平行金屬板及等離子群相當于一個電源，電源電動勢E＝Bvd，由于內(nèi)阻的存在，使得U′C＝U′MN<E＝Bvd，故此時電容器所帶的電荷量Q′<BvdC.11．(1)eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\r(3)h＋v0\r(\f(2h,g))))，h))(2)eq\f(mg,q\r(6gh))[解析](1)微粒由靜止釋放時，在重力和電場力的合力作用下做勻加速直線運動，可得qE＝mgtan60°微粒以初速度v0運動時，在豎直方向有mg＝mayh＝eq\f(1,2)ayt2在水平方向有qE＝maxx＝v0t＋eq\f(1,2)axt2聯(lián)立解得x＝eq\r(3)h＋v0eq\r(\f(2h,g))所以C點的坐標為eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\r(3)h＋v0\r(\f(2h,g))))，h))(2)設(shè)微粒由靜止沿直線OP運動到D點的速度為v，由動能定理，有mgh＋Eqhtan60°＝eq\f(1,2)mv2微粒在MN下方做勻速直線運動，由平衡條件得qvB＝eq\f(mg,sin60°)聯(lián)立解得B＝eq\f(mg,q\r(6gh))12．(1)eq\f(3U,2B2L2)(2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4π,9)＋\f(2\r(3),3)))eq\f(BL2,U)(3)eq\f(4\r(3)U,L)[解析](1)帶電粒子在電場中加速，依據(jù)動能定理得qU＝eq\f(1,2)mv2，解得v＝eq\r(\f(2qU,m))粒子進入磁場后做勻速圓周運動，運動的軌跡如圖所示，設(shè)圓周運動的半徑為R，在三角形Ode中，有(eq\r(3)L－R)2＋L2＝R2解得R＝eq\f(2\r(3),3)L由洛倫茲力供應向心力，有qvB＝meq\f(v2,R)聯(lián)立解得eq\f(q,m)＝eq\f(3U,2B2L2).(2)粒子運動的軌跡如圖所示在三角形Ode中，∠dOe＝arcsineq\f(L,R)＝60°則弧ef所對應的圓心角是120°故弧長ef＝eq\f(2π,3)R＝eq\f(4\r(3),9)πL粒子出磁場后，做勻速直線運動，到達屏上的g點，eg長