2019版高考物理總復(fù)習(xí) 第九章 磁場(chǎng)章末質(zhì)量檢測(cè).doc

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第九章 磁場(chǎng)章末質(zhì)量檢測(cè)(九)(時(shí)間：50分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共9小題，每小題6分，共54分。16題為單項(xiàng)選擇題，79題為多項(xiàng)選擇題)1.下列裝置中，沒有利用帶電粒子在磁場(chǎng)中發(fā)生偏轉(zhuǎn)的物理原理的是()解析洗衣機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，不是利用帶電粒子在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)制成的，所以選項(xiàng)D正確。答案D2.(2017湖南省五市十校高三聯(lián)考)下列說(shuō)法正確的是()A.將通電直導(dǎo)線放在某處，若通電直導(dǎo)線所受安培力為零，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零B.磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁場(chǎng)方向，與放在該點(diǎn)的極短的通電導(dǎo)線所受安培力的方向可以成任意夾角C.磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁場(chǎng)方向，與放在該點(diǎn)的小磁針北極受到的磁場(chǎng)力的方向相同D.給兩平行直導(dǎo)線通以方向相反的電流時(shí)，兩通電導(dǎo)線通過(guò)磁場(chǎng)相互吸引解析當(dāng)通電直導(dǎo)線電流的方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，即使該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零，磁場(chǎng)對(duì)通電直導(dǎo)線也沒有作用力，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受的安培力方向與磁場(chǎng)方向相互垂直，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁場(chǎng)方向，與放在該點(diǎn)的小磁針北極受到的磁場(chǎng)力方向相同，選項(xiàng)C正確；給兩平行直導(dǎo)線通以方向相反的電流時(shí)，兩通電導(dǎo)線相互排斥，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案C3.如圖1所示，在通電螺線管中央的正上方用輕質(zhì)細(xì)線懸掛長(zhǎng)為l的一小段通電直導(dǎo)線，導(dǎo)線中通入垂直于紙面向里的電流I，力傳感器用來(lái)測(cè)量細(xì)線的拉力大小，導(dǎo)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(shí)，力傳感器的示數(shù)恰好等于通電直導(dǎo)線的重力G，現(xiàn)閉合開關(guān)，則下列說(shuō)法正確的是()圖1A.通電螺線管在通電直導(dǎo)線處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向可能豎直向下B.通電直導(dǎo)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?dǎo)線重力的一半，則通電直導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小一定為解析閉合開關(guān)后，通電螺線管在周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)，通電螺線管在通電直導(dǎo)線處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向水平，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由于通電螺線管在通電直導(dǎo)線處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向水平，故安培力方向一定豎直向上或豎直向下，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；若力傳感器的示數(shù)變大，說(shuō)明通電直導(dǎo)線受到豎直向下的安培力作用，由左手定則可知，此處磁場(chǎng)方向水平向右，由安培定則可知，電源的左端為正極，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若力傳感器的示數(shù)變?yōu)閷?dǎo)線重力的一半，說(shuō)明導(dǎo)線受到的安培力方向豎直向上，且大小等于導(dǎo)線重力的一半，則有BIlG，可得B，選項(xiàng)D正確。答案D4.(2017聊城模擬)用絕緣細(xì)線懸掛一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球，讓它處于如圖2所示的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。由于磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)，小球靜止在圖中位置，這時(shí)懸線與豎直方向夾角為，并被拉緊，則磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)速度和方向可能是()圖2A.v，水平向左 B.v，豎直向下C.v，豎直向上 D.v，水平向右解析根據(jù)運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性，帶電小球相對(duì)于磁場(chǎng)的速度與磁場(chǎng)相對(duì)于小球(相對(duì)地面靜止)的速度大小相等、方向相反。洛倫茲力FqvB中的v是相對(duì)于磁場(chǎng)的速度。根據(jù)力的平衡條件可以得出，當(dāng)小球相對(duì)磁場(chǎng)以速度v豎直向下運(yùn)動(dòng)或以速度v水平向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，帶電小球都能處于平衡狀態(tài)，但題目中要求懸線被拉緊，由此可知只有選項(xiàng)C正確。答案C5.(2017湖南十校共同體聯(lián)考)英國(guó)物理學(xué)家阿斯頓因質(zhì)譜儀的發(fā)明、同位素和質(zhì)譜的研究榮獲了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。若一束粒子由左端射入質(zhì)譜儀后的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖3所示，則下列說(shuō)法正確的是()圖3A.該束帶電粒子帶負(fù)電B.速度選擇器的P1極板帶負(fù)電C.在B2磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑越大的粒子，質(zhì)量越大D.在B2磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑越大的粒子，比荷越小解析通過(guò)粒子在質(zhì)譜儀中的運(yùn)動(dòng)軌跡和左手定則可知該束帶電粒子帶正電，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；帶電粒子在速度選擇器中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)受到向上的洛倫茲力和向下的電場(chǎng)力，可知速度選擇器的P1極板帶正電，故選B錯(cuò)誤；由洛倫茲力充當(dāng)向心力有qvBm，得粒子在B2磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)半徑r，又粒子的運(yùn)動(dòng)速度v大小相等，電荷量q未知，故在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑越大的粒子，質(zhì)量不一定越大，但比荷越小，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。答案D6.如圖4所示，在x軸上方存在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，在xOy平面內(nèi)，從原點(diǎn)O處沿與x軸正方向成角(0mg，故假設(shè)不成立，因此滑塊最終懸浮?；瑝K懸浮瞬間，滿足F洛Qv2Bmg，解得v20.5 m/s。將滑塊與小車看成一個(gè)系統(tǒng)，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，有Mv1Mvmv2，解得v1.2 m/s，方向水平向右。答案(1)4.5 N方向豎直向下(2)1.31 J(3)1.2 m/s方向水平向右11.(16分)(2017湖南長(zhǎng)沙市高三統(tǒng)一模擬)如圖9所示，坐標(biāo)系xOy在豎直平面內(nèi)，y軸沿豎直方向，第二、三和四象限有沿水平方向，垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。第四象限的空間內(nèi)有沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為E，一個(gè)帶正電荷的小球從圖中x軸上的M點(diǎn)，沿著與水平方向成30角斜向下的直線做勻速運(yùn)動(dòng)。經(jīng)過(guò)y軸上的N點(diǎn)進(jìn)入x0的區(qū)域內(nèi)，在x0區(qū)域內(nèi)另加一勻強(qiáng)電場(chǎng)E1(圖中未畫出)，小球進(jìn)入x0區(qū)域后能在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。(已知重力加速度為g)圖9(1)求勻強(qiáng)電場(chǎng)E1的大小和方向；(2)若帶電小球做圓周運(yùn)動(dòng)通過(guò)y軸上的P點(diǎn)(P點(diǎn)未標(biāo)出)，求小球從N點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)所用的時(shí)間t；(3)若要使小球從第二象限穿過(guò)y軸后能夠沿直線運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)，可在第一象限加一勻強(qiáng)電場(chǎng)，求此電場(chǎng)強(qiáng)度的最小值E2，并求出這種情況下小球到達(dá)M點(diǎn)的速度vM。解析(1)設(shè)小球質(zhì)量為m，帶電荷量為q，速度為v，小球在MN段受力如圖甲所示，因?yàn)樵贛N段小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以小球受力平衡甲有mgtan 30qEqvBsin 30qE解得mgqE，v在x0的區(qū)域內(nèi)，有mgqE1聯(lián)立解得E1E，方向?yàn)樨Q直向上乙(2)如圖乙所示，小球在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T而qvBmtT故小球從N到P經(jīng)歷的時(shí)間為t(3)小球從P點(diǎn)沿直線運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)，當(dāng)電場(chǎng)力與PM垂直時(shí)電場(chǎng)力最小，由受力分析可知qE2mgcos 30解得E2E這種情況下，小球從P點(diǎn)沿直線運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)的加速度為agsin 30g由幾何關(guān)系可知，PM的距離為s所求vM聯(lián)立解得vM答案(1)E方向?yàn)樨Q直向上(2)(3)E12.(18分)如圖10甲所示，在同一平面內(nèi)豎直放置的平行板M、N上加有電壓U12103 V，水平放置的平行板P、Q上加有鋸齒波電壓U2(如圖乙所示，P板電勢(shì)比Q板電勢(shì)高)，平行板P、Q長(zhǎng)均為L(zhǎng)10 cm，在豎直板M右側(cè)附近有一個(gè)粒子源，可以不斷地由靜止釋放相同的帶正電的粒子，粒子經(jīng)加速電場(chǎng)加速后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，所有粒子均可以經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后進(jìn)入P、Q兩板右端虛線右側(cè)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的方向垂直于紙面向里，粒子的電荷量為q1105 C，質(zhì)量為m1108 kg，不計(jì)粒子的重力及粒子間的相互作用。圖10(1)P、Q兩板間的距離d至少為多少？(2)若P、Q兩板間的距離為(1)中所求的值，且所有粒子經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后均能再進(jìn)入P、Q兩板間，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)滿足什么條件？解析(1)設(shè)粒子經(jīng)加速電場(chǎng)加速后的速度為v1，在加速過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)能定理有qU1mv解得v12103 m/s粒子穿過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的時(shí)間t5105 s由于粒子穿過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的時(shí)間遠(yuǎn)小于U2的變化周期，因此粒子穿過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的過(guò)程中，可認(rèn)為電場(chǎng)強(qiáng)度恒定當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓U21103 V時(shí)，粒子剛好從板的右側(cè)邊緣飛出，此時(shí)P、Q兩板間的距離為最小，有dat2a，解得d5102 m(2)設(shè)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度方向與水平方向的夾角為，由于粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度在水平方向的分速度為v1，因此有v粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌跡如圖所示，則有qvBm，聯(lián)立解得r1由幾何關(guān)系可知，粒子在虛線上出磁場(chǎng)的位置與入磁場(chǎng)的位置之間的距離s2r1cos 由此可知，所有進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子出磁場(chǎng)的位置與進(jìn)磁場(chǎng)的位置間的距離恒定，要使所有粒子經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后均能進(jìn)入P、Q兩板間，則當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓為零時(shí)經(jīng)過(guò)P、Q兩板間的粒子經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后恰好進(jìn)入兩板間，此粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r2由qv1Bm得B160 T因此要使所有的粒子經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后均能進(jìn)入P、Q兩板間，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)滿足的條件為B160 T答案見解析