高中高考物理總復(fù)習(xí)一輪復(fù)習(xí)知識(shí)歸納第九章本章綜合能力提升練

高考試卷試題學(xué)習(xí)資料本章綜合能力提升練一、單項(xiàng)選擇題1.關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度B，下列說法正確的是()A.根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式B＝eq\f(F,IL)可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度B與F成正比，與IL成反比B.一小段通電導(dǎo)線放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為零處，它所受的磁場力一定為零C.一小段通電導(dǎo)線在某處不受磁場力的作用，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零D.磁場中某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，與通電導(dǎo)線在該處所受磁場力的方向相同答案B2.(2019·江西省南昌市模擬)如圖1所示，在玻璃皿的中心放一個(gè)圓柱形電極B，緊貼邊緣內(nèi)壁放一個(gè)圓環(huán)形電極A，把A、B分別與電源的兩極相連，然后在玻璃皿中放入導(dǎo)電液體，現(xiàn)把玻璃皿放在如圖所示的磁場中，液體就會(huì)旋轉(zhuǎn)起來.若從上向下看，下列判斷正確的是()圖1A.A接電源正極，B接電源負(fù)極，液體順時(shí)針旋轉(zhuǎn)B.A接電源負(fù)極，B接電源正極，液體順時(shí)針旋轉(zhuǎn)C.A、B與50Hz的交流電源相接，液體持續(xù)旋轉(zhuǎn)D.僅磁場的N、S極互換后，重做該實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)液體旋轉(zhuǎn)方向不變答案A解析若A接電源正極，B接電源負(fù)極，在電源外部電流由正極流向負(fù)極，因此電流由邊緣流向中心，玻璃皿所在處的磁場豎直向下，由左手定則可知，導(dǎo)電液體受到的磁場力沿順時(shí)針方向，因此液體沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，故A正確；同理，若A接電源負(fù)極，B接電源正極，根據(jù)左手定則可知，液體沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，故B錯(cuò)誤；A、B與50Hz的交流電源相接，液體不會(huì)持續(xù)旋轉(zhuǎn)，故C錯(cuò)誤；若磁場的N、S極互換后，重做該實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)液體旋轉(zhuǎn)方向改變，故D錯(cuò)誤.3.(2018·安徽省亳州市第一學(xué)期期末質(zhì)檢)M、N、P是半圓上的三點(diǎn)，O點(diǎn)是圓心，MN為直徑，∠NOP＝60°.在M、N處各有一條垂直半圓面的長直導(dǎo)線，導(dǎo)線中通有大小相等的恒定電流，方向如圖2所示，這時(shí)O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1.若將M點(diǎn)的長直導(dǎo)線移至P點(diǎn)，O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小變?yōu)锽2，則()圖2A.B2∶B1＝2∶eq\r(3) B.B2∶B1＝eq\r(3)∶2C.B2∶B1＝1∶2 D.B2∶B1＝2∶1答案C解析根據(jù)安培定則可知，原來位置每根導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向均向上，大小為eq\f(B1,2)，則當(dāng)M移至P點(diǎn)時(shí)，在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度如圖所示由圖可知，兩導(dǎo)線形成的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向夾角為120°，由幾何關(guān)系可知，O點(diǎn)合磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為：B2＝eq\f(B1,2)，故B2∶B1＝1∶2，C正確.4.(2018·安徽省蕪湖市上學(xué)期期末)如圖3所示，直角坐標(biāo)系Oxyz處于勻強(qiáng)磁場中，有一條長0.6m的直導(dǎo)線沿Ox方向通有大小為9A的電流，受到的安培力沿Oz方向，大小為2.7N.則該勻強(qiáng)磁場可能的方向和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值為()圖3A.平行于xOy平面，B＝0.5TB.平行于xOz平面，B＝1.0TC.平行于xOy平面，B＝0.2TD.平行于xOy平面，B＝1.0T答案A解析根據(jù)左手定則，安培力必須與電流和磁場構(gòu)成的平面垂直，故磁場的方向一定平行于xOy平面；當(dāng)電流、磁場互相垂直的時(shí)候，安培力最小，所以最小的磁感應(yīng)強(qiáng)度為：B＝eq\f(F,IL)＝eq\f(2.7,9×0.6)T＝0.5T.二、多項(xiàng)選擇題5.(2018·河北省張家口市上學(xué)期期末)1957年，科學(xué)家首先提出了兩類超導(dǎo)體的概念，一類稱為Ⅰ型超導(dǎo)體，主要是金屬超導(dǎo)體，另一類稱為Ⅱ型超導(dǎo)體(載流子為電子)，主要是合金和陶瓷超導(dǎo)體.Ⅰ型超導(dǎo)體對磁場有屏蔽作用，即磁場無法進(jìn)入超導(dǎo)體內(nèi)部，而Ⅱ型超導(dǎo)體則不同，它允許磁場通過.現(xiàn)將一塊長方體Ⅱ型超導(dǎo)體通入穩(wěn)恒電流I后放入勻強(qiáng)磁場中，如圖4所示.下列說法正確的是()圖4A.超導(dǎo)體的內(nèi)部產(chǎn)生了熱能B.超導(dǎo)體所受安培力等于其內(nèi)部所有電荷定向移動(dòng)所受洛倫茲力的合力C.超導(dǎo)體表面上a、b兩點(diǎn)的電勢關(guān)系為φa<φbD.超導(dǎo)體中電流I越大，a、b兩點(diǎn)間的電勢差越小答案BC解析超導(dǎo)體電阻為零，超導(dǎo)體不會(huì)在內(nèi)部產(chǎn)生熱能，故A錯(cuò)誤；超導(dǎo)體所受安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，安培力等于其內(nèi)部所有電荷定向移動(dòng)所受洛倫茲力的合力，故B正確；載流子為電子，超導(dǎo)體表面上a帶負(fù)電，所以φa＜φb，故C正確；根據(jù)電流的微觀表達(dá)式I＝neSv，當(dāng)超導(dǎo)體穩(wěn)定時(shí)，洛倫茲力和電場力平衡，即evB＝eeq\f(U,d)，解得：U＝eq\f(BId,neS)，所以電流越大，a、b兩點(diǎn)間的電勢差越大，故D錯(cuò)誤.6.(2018·陜西省西安一中一模)如圖5所示，含有eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(4,2)He的帶電粒子束從小孔O1處射入速度選擇器，沿直線O1O2運(yùn)動(dòng)的粒子在小孔O2處射出后垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場，最終打在P1、P兩點(diǎn).則()圖5A.沿直線O1O2運(yùn)動(dòng)的粒子速度相等B.打在P點(diǎn)的粒子是eq\o\al(2,1)H和eq\o\al(4,2)HeC.O2P的長度是O2P1長度的2倍D.粒子eq\o\al(1,1)H在偏轉(zhuǎn)磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長答案ABC解析帶電粒子在沿直線通過速度選擇器時(shí)，電場力與洛倫茲力大小相等、方向相反，所以有：qE＝qvB1，得v＝eq\f(E,B1)，可知從速度選擇器中射出的粒子具有相等的速度，即選項(xiàng)A正確；帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，qvB2＝eq\f(mv2,r)，r＝eq\f(mv,qB2)＝eq\f(m,q)·eq\f(v,B2)，可知粒子的比荷越大，則運(yùn)動(dòng)的半徑越小，所以打在P1點(diǎn)的粒子是eq\o\al(1,1)H，打在P點(diǎn)的粒子是eq\o\al(2,1)H和eq\o\al(4,2)He，選項(xiàng)B正確；由題中的數(shù)據(jù)可得，eq\o\al(1,1)H的比荷是eq\o\al(2,1)H和eq\o\al(4,2)He的比荷的2倍，所以eq\o\al(1,1)H的軌道的半徑是eq\o\al(2,1)He和eq\o\al(4,2)He的半徑的eq\f(1,2)，即O2P的長度是O2P1長度的2倍，選項(xiàng)C正確；粒子運(yùn)動(dòng)的周期：T＝eq\f(2πr,v)＝eq\f(2πm,qB2)，三種粒子中，eq\o\al(1,1)H的比荷最大，所以粒子eq\o\al(1,1)H在偏轉(zhuǎn)磁場中運(yùn)動(dòng)的周期最小，而三種粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)間都為半個(gè)周期，所以粒子eq\o\al(1,1)H在偏轉(zhuǎn)磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最短，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.7.(2018·山東省菏澤市上學(xué)期期末)無限長通電直導(dǎo)線在周圍某一點(diǎn)產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與電流大小成正比，與導(dǎo)線到這一點(diǎn)的距離成反比.如圖6所示，兩根長直導(dǎo)線電流大小I1>I2，方向如圖所示，且垂直于紙面平行放置，紙面內(nèi)有M、N、O、P四點(diǎn)，其中M、N在導(dǎo)線橫截面連線的延長線上，O點(diǎn)在導(dǎo)線橫截面的連線上，P在導(dǎo)線橫截面連線的垂直平分線上.這四點(diǎn)處磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度不可能為零的是()圖6A.M點(diǎn) B.N點(diǎn)C.O點(diǎn) D.P點(diǎn)答案ACD解析根據(jù)安培定則可知兩電流在M點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向相反，由于M離I1近且I1>I2，故在M點(diǎn)I1的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小大于I2的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，則M點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度不可能為0，選A；根據(jù)安培定則可知兩電流在N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向相反，由于I2離N點(diǎn)近且I1>I2，則N點(diǎn)I1的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小可能等于I2的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，故N點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度可能為0，不選B；根據(jù)安培定則可知兩電流在O點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向相同，則O點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度不可能為0，選C；根據(jù)安培定則可知兩電流在P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向不相反，均存在豎直向下的分量，故P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度不可能為0，選D.三、非選擇題8.如圖7所示，傾斜固定放置的兩平行光滑導(dǎo)軌相距20cm，金屬棒MN的質(zhì)量為10g，接入電路的電阻R＝8Ω，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向豎直向下，大小為0.8T，電源電動(dòng)勢為10V，內(nèi)阻為1Ω.當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，MN處于平衡狀態(tài).求滑動(dòng)變阻器R1接入電阻多大？(已知θ＝45°，g＝10m/s2)圖7答案見解析解析金屬棒受重力mg、支持力FN、安培力F的作用，受力分析如圖.根據(jù)平衡條件得：F＝mgtanθ＝0.1N根據(jù)安培力F＝BIL解得：I＝eq\f(F,BL)＝eq\f(5,8)A根據(jù)閉合電路歐姆定律得：I＝eq\f(E,r＋R＋R1)代入數(shù)據(jù)解得：R1＝7Ω.9.(2018·安徽省皖北協(xié)作區(qū)聯(lián)考)如圖8所示，區(qū)域中一部分有勻強(qiáng)磁場，另一部分有勻強(qiáng)電場，磁場方向垂直于紙面向里，電場方向與電、磁場分界線平行且向右.一帶正電粒子從A點(diǎn)以速度v射入勻強(qiáng)磁場，方向未知，經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)動(dòng)到磁場與電場交界處P點(diǎn)，此時(shí)速度方向垂直于兩個(gè)場的分界線，此后粒子在電場力的作用下，又經(jīng)過一段時(shí)間從C點(diǎn)離開電場，A點(diǎn)和C點(diǎn)在同一豎直線上，已知磁場寬度與電場寬度分別為l1和l2，A點(diǎn)與P點(diǎn)的水平距離為d，不計(jì)重力.求：圖8(1)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中粒子的最大速度；(2)求出磁感應(yīng)強(qiáng)度與電場強(qiáng)度的比值eq\f(B,E).答案(1)eq\f(\r(l\o\al(

2,2)＋4d2),l2)v(2)eq\f(l\o\al(

2,2),l\o\al(

2,1)＋d2v)解析(1)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中只有電場力對粒子做功，所以當(dāng)粒子在C點(diǎn)射出電場時(shí)速度最大.粒子進(jìn)入電場后做類平拋運(yùn)動(dòng)，其初速度為v，方向垂直于電場.由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有：l2＝vtd＝eq\f(1,2)at2加速度為：a＝eq\f(qE,m)由動(dòng)能定理得：qEd＝eq\f(1,2)mveq\o\al(

2,C)－eq\f(1,2)mv2聯(lián)立解得：vC＝eq\f(\r(l\o\al(

2,2)＋4d2),l2)v(2)粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)(如圖).由于粒子在分界線處的速度與分界線垂直，圓心O應(yīng)在分界線上，OA長度即為粒子運(yùn)動(dòng)的圓弧的半徑R.由幾何關(guān)系得：R2＝(R－d)2＋l12，由洛倫茲力提供向心力得：qvB＝meq\f(v2,R)由第(1)問可得，粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)電場強(qiáng)度E＝eq\f(2mdv2,ql\o\al(

2,2))，由以上各式得：eq\f(B,E)＝eq\f(l\o\al(

2,2),l\o\al(

2,1)＋d2v).10.(2018·河南省安陽市第二次模擬)如圖9所示，三塊等大且平行正對的金屬板水平放置，金屬板厚度不計(jì)且間距足夠大，上面兩金屬板間有豎直向下的勻強(qiáng)電場，下面兩金屬板間有豎直向上的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度大小均為E.以中間金屬板的中軸線為x軸，金屬板右側(cè)存在一足夠大的勻強(qiáng)磁場，現(xiàn)有一重力不計(jì)的絕緣帶電粒子，質(zhì)量為m，帶電荷量為－q，從中間金屬板上表面的電場中坐標(biāo)位置(－L,0)處以初速度v0沿x軸正方向開始運(yùn)動(dòng)，已知L＝eq\f(mv\o\al(

2,0),qE)，求：圖9(1)帶電粒子進(jìn)入磁場時(shí)的位置坐標(biāo)(用L表示)以及帶電粒子進(jìn)入磁場時(shí)的速度大小與方向；(2)若要使帶電粒子能回到中間金屬板下表面關(guān)于x軸與釋放點(diǎn)對稱的位置，計(jì)算勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小(用E、v0表示).答案見解析解析(1)帶電粒子在勻強(qiáng)電場中做類平拋運(yùn)動(dòng)，粒子的加速度為a＝eq\f(qE,m)，水平方向上有L＝v0t，豎直方向上有y＝eq\f(1,2)at2聯(lián)立解得y＝eq\f(L,2)所以帶電粒子進(jìn)入磁場時(shí)的位置坐標(biāo)為(0，eq\f(L,2))，豎直方向速度vy＝at＝eq\f(qE,m