啤016屆高考物理一輪復習第八章磁場章末質(zhì)量檢測

1、章末質(zhì)量檢測(八) (時間：60分鐘滿分：100分)一、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選項中，第16題只有一項符合題目要求，第79題有多項符合題目要求。)1. (2014·廣東江門一模)如圖1所示，帶負電的金屬環(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()圖1AN極豎直向上BN極豎直向下CN極沿軸線向左DN極沿軸線向右解析金屬環(huán)帶負電，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錯誤。答案C2.如圖2所示，一個邊長L、三邊電阻相

2、同的正三角形金屬框放置在磁感應強度為B的勻強磁場中。若通以圖示方向的電流(從A點流入，從C點流出)，電流強度為I，則金屬框受到的磁場力為()圖2A0 BILB C.ILB D2ILB解析可以把正三角形金屬框看做兩根導線并聯(lián)，且兩根導線中的總電流等于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下方的磁場范圍足夠大，磁場的磁感應強度大小為B，一比荷為的帶正電粒子以速度v

3、0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，不計粒子重力，粒子通過偏轉(zhuǎn)電場后從PQ邊界上的M點進入磁場，運動一段時間后又從PQ邊界上的N點射出磁場，設M、N兩點距離為x(M、N點在圖中未畫出)。則以下說法中正確的是()圖3A只減小磁感應強度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，則x不變D只減小偏轉(zhuǎn)電場的電壓U的大小，則x不變解析粒子進入磁場后做勻速圓周運動，設粒子進入磁場時速度方向與磁場邊界的夾角為，速度大小為v，軌道半徑R ，由幾何關系可知x2Rsin ， 只減小磁感應強度B、只增大初速度v0或只減小帶電粒子的比荷時，都可使x增大，而x與偏轉(zhuǎn)

4、電場的電壓U無關，故選項A、B、C錯誤，D正確。答案D4. 兩個質(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方向射入圓形勻強磁場區(qū)域，其運動軌跡如圖4所示。若不計粒子的重力，則下列說法正確的是()圖4Aa粒子帶正電，b粒子帶負電Ba粒子在磁場中所受洛倫茲力較大Cb粒子的動能較大Db粒子在磁場中運動時間較長解析由左手定則可知，a粒子帶負電，b粒子帶正電，A錯誤；由qvBm得r，故運動的軌跡半徑越大，對應的速率越大，所以b粒子的速率較大，在磁場中所受洛倫茲力較大，B錯誤；由Ekmv2可得b粒子的動能較大，C正確；由T知兩者的周期相同，b粒子運動的軌跡對應的圓心角小于a粒子運動的軌

5、跡對應的圓心角，所以b粒子在磁場中運動時間較短，D錯誤。答案C5. 如圖5所示，在x軸下方的第、象限中，存在垂直于xOy平面方向的勻強磁場，磁感應強度B12B22B，帶電粒子a、b分別從x軸上的P、Q兩點(圖中沒有標出)以垂直于x軸方向的速度同時進入勻強磁場B1、B2中，兩粒子恰在第一次通過y軸時發(fā)生正碰，碰撞前帶電粒子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k1、k2，進入磁場時的速度大小分別為v1、v2，不計粒子重力和兩粒子間相互作用，則下列關系正確的是()圖5Ak12k2 B2k1k2 Cv12v2 D2v1v2解析兩粒子在y軸上發(fā)生正碰時粒子a的速度與y軸

6、正方向成60°角，則粒子b速度與y軸負方向成60°角，軌跡對應的圓心角分別為120°和60°，如圖所示。兩粒子同時進入磁場并相撞，則運動時間相等，即t1t2，而t1，t2，將B12B22B代入得k1k2，A、B均錯；由于兩粒子正碰則軌道半徑相等，而R1，R2，解得v12v2，C正確。答案C6. (2014·安徽黃山三校聯(lián)考)如圖6所示，在x0，y0的空間中有恒定的勻強磁場，磁感應強度的方向垂直于xOy平面向里，大小為B?，F(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P沿著與x軸成30°角的方向射入磁場。不計重力的影響，則下列有

7、關說法正確的是()圖6A只要粒子的速率合適，粒子就可能通過坐標原點B粒子在磁場中運動所經(jīng)歷的時間一定為C粒子在磁場中運動所經(jīng)歷的時間可能為D粒子在磁場中運動所經(jīng)歷的時間可能為解析根據(jù)同一直線邊界上粒子運動的對稱性可知，粒子不可能通過坐標原點，A錯誤；粒子運動的情況有兩種，一種是從y軸邊界射出，最短時間要大于，故D錯；對應軌跡時，t1，C正確；另一種是從x軸邊界飛出，如軌跡，時間t3T，此時粒子在磁場中運動時間最長，故B錯誤。答案C7. 磁流體發(fā)電是一項新興技術。如圖7所示，平行金屬板之間有一個很強的磁場，將一束含有大量正、負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于發(fā)電機

8、。把兩個極板與用電器相連，則()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)電機的電動勢增大D若只增大噴入粒子的速度，發(fā)電機的電動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錯誤；當?shù)入x子體在磁場和電場中滿足qEqvB時，電場強度EvB，此時電動勢最大，最大值EmBdv，所以若只增強磁場或只增大噴入粒子的速度，發(fā)電機的電動勢均會增大，C錯誤，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，兩金屬盒間的狹縫很小，磁感應強度為B的勻強磁場與金屬

9、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。不考慮相對論效應，則下列說法正確的是()圖8A不改變磁感應強度B和交流電的頻率f，該加速器也可加速粒子B加速的粒子獲得的最大動能隨加速電壓U的增大而增大C質(zhì)子被加速后的最大速度不能超過2RfD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，vm2Rf，C正確；粒子旋轉(zhuǎn)頻率為f，與被加速粒子的比荷有關，所以A錯誤；粒子被加速的最大動能Ekm2m2R2f2，與加速電壓U無關，B錯誤；因為運動半徑R，nUq，知半徑比為1，D正確。答

10、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力作用；C、D兩圖中有相同的無限寬的電場，場強方向豎直向下，D圖中還有垂直于紙面向里無限寬的勻強磁場且和電場正交，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，兩圖中不計重力作用，則下列有關說法正確的是()AA、B、C三圖中的研究對象均做勻變速曲線運動B從開始拋出經(jīng)過相同時間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動相等距離的過程內(nèi)C、D兩圖中的研究對象動能變化相同D

11、相同時間內(nèi)A、B兩圖中的研究對象在豎直方向的動能變化相同解析根據(jù)題給條件可知，A、B、C三圖中的研究對象的受力均為恒力，因此研究對象均做勻變速曲線運動，A正確；從開始拋出經(jīng)過相同時間，C、D兩圖研究對象在豎直方向受力不同，速度變化也不同，B錯誤；根據(jù)C、D兩圖中有相同的無限寬的電場，場強方向豎直向下，D圖中還有垂直于紙面向里的無限寬的勻強磁場且和電場正交可知，從開始拋出到沿電場線運動相等距離的過程中電場力做功相同，洛倫茲力不做功，重力忽略不計，因此只有電場力做功，所以C、D兩圖中的研究對象動能變化相同，C正確；因為動能是標量沒有分量形式之說，因此相同時間內(nèi)A、B兩圖豎直方向的動能變化相同這種說

12、法是錯誤的，故D錯誤。答案AC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直角坐標系中，OQ與OP分別與X軸正、負方向成45°，在POQ區(qū)域中存在足夠大的勻強電場，場強大小為E，其余區(qū)域存在勻強磁場，一帶電荷量為q、質(zhì)量為m的粒子在Y軸上A點(0，L)以沿X軸正方向的速度v0進入第四象限，在OQ邊界垂直進入電場，后又從OP邊界離開電場，不計粒子的重力。求：圖9(1)勻強磁場的磁感應強度大?。?2)粒子從OP進入磁場的位置坐標。解析(1)設勻強磁場的磁感應強度大小為B，粒子在磁場中運動時，根據(jù)牛頓第二定律有qv0B由幾

13、何關系可得rL，則勻強磁場的磁感應強度大小為B(2)設粒子在電場中運動的加速度大小為a，根據(jù)牛頓第二定律有Eqma由平拋運動規(guī)律知rL，sv0tv0則粒子從OP進入磁場的位置坐標為(v0，v0)答案(1)(2)(v0，v0)11(16分)離子推進器是太空飛行器常用的動力系統(tǒng)。某種推進器設計的簡化原理如圖10甲所示，截面半徑為R的圓柱腔分為兩個工作區(qū)。為電離區(qū)，將氙氣電離獲得1價正離子；為加速區(qū)，長度為L，兩端加有電壓，形成軸向的勻強電場。區(qū)產(chǎn)生的正離子以接近0的初速度進入?yún)^(qū)，被加速后以速度vM從右側(cè)噴出。區(qū)內(nèi)有軸向的勻強磁場，磁感應強度大小為B，在離軸線處的C點持續(xù)射出一定速率范圍的電子。假設

14、射出的電子僅在垂直于軸線的截面上運動，截面如圖乙所示(從左向右看)。電子的初速度方向與中心O點和C點的連線成角(090°)。推進器工作時，向區(qū)注入稀薄的氙氣。電子使氙氣電離的最小速率為v0，電子在區(qū)內(nèi)不與器壁相碰且能到達的區(qū)域越大，電離效果越好。已知離子質(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)圖10(1)求區(qū)的加速電壓及離子的加速度大??；(2)為取得好的電離效果，請判斷區(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)為90°時，要取得好的電離效果，求射出的電子速率v的范圍。解析(1)由動能定理得MveUUae(2

15、)垂直紙面向外(3)設電子運動的最大半徑為r2rReBvm所以有v0v要使式有解，則磁感應強度B答案(1)(2)垂直紙面向外(3)v0v(B)12(18分)如圖11甲所示，比荷k的帶正電的粒子(可視為質(zhì)點)，以速度v0從A點沿AB方向射入長方形磁場區(qū)域，長方形的長ABL，寬ADL。取粒子剛進入長方形區(qū)域的時刻為0時刻，垂直于長方形平面的磁感應強度按圖乙所示規(guī)律變化(以垂直紙面向外的磁場方向為正方向)，粒子僅在洛倫茲力的作用下運動。圖11(1)若帶電粒子在通過A點后的運動過程中不再越過AD邊，要使其恰能沿DC方向通過C點，求磁感應強度B0及其磁場的變化周期T0為多少？(2)要使帶電粒子通過A點后的運動過程中不再越過AD邊，求交變磁場磁感應強度B0和變化周期T0的乘積B0T0應滿足什么關系？解析(1)帶電粒子在長方形區(qū)域內(nèi)做勻速圓周運動，設粒子運動軌跡半徑為R，周期為T，則可得R，T每經(jīng)過一個磁場的變