（江蘇專用版）高考物理總復習 第八章 章末檢測（含解析）-人教版高三物理試題

章末檢測一、單項選擇題1.(2018蘇錫常鎮(zhèn)四市調(diào)研)下列各式屬于定義式的是()A.加速度a=Fm B.電動勢E=nΔΦΔt C.電容C=答案Da=Fm是牛頓第二定律的表達式,不是加速度的定義式,故A錯誤;電動勢E=nΔΦΔt是法拉第電磁感應(yīng)定律的表達式,不是定義式,選項B錯誤;電容C=2.(2017儀征中學模擬)如圖是某磁場部分區(qū)域的磁感線分布(圖線關(guān)于水平虛線對稱),a、b是其內(nèi)兩點。則()A.a、b兩點的磁感應(yīng)強度大小不等,且Ba>BbB.同一通電導線放在a處所受磁場力一定大于放在b處所受磁場力C.同一閉合小線圈在a點的磁通量一定大于在b點的磁通量D.a點的磁感應(yīng)強度的方向即為放在該點的通電直導線所受的磁場力的方向答案A磁感線的疏密表示磁感應(yīng)強度的大小,由題圖可知,a、b兩點的磁感應(yīng)強度大小不等,且Ba>Bb,故A項正確;由于安培力的大小取決于B、I、L以及磁場和電流之間的夾角,因此無法比較同一通電導線在兩點受到的磁場力大小,故B項錯誤;由于磁通量Φ=BScosθ,大小與夾角有關(guān),故無法確定同一閉合小線圈在兩點的磁通量的大小,故C項錯誤;由左手定則可知,磁感應(yīng)強度的方向與安培力的方向相互垂直,故D項錯誤。3.(2018淮安質(zhì)檢)如圖所示,某區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B。一正方形剛性線圈,邊長為L,匝數(shù)為n,線圈平面與磁場方向垂直,線圈一半在磁場內(nèi)。某時刻,線圈中通過大小為I的電流,則此線圈所受安培力的大小為()A.2BIL B.12nBIL C.nBIL D.2答案D由題圖知,線圈在磁場中的有效長度為L'=2L,故線圈受到的安培力為F=nBIL'=2nBIL,D項正確。4.(2018射陽二中模擬)如圖所示,兩根平行放置的長直導線a和b載有大小相同、方向相反的電流,a受到的磁場力大小為F1,當加入一與導線所在平面垂直的勻強磁場后,a受到的磁場力大小變?yōu)镕2,則此時b受到的磁場力大小變?yōu)?)A.F2 B.F1-F2 C.F1+F2 D.2F1-F2答案A兩根長直導線中的電流大小相同、方向相反,則a受到b產(chǎn)生磁場的作用力向左,大小為F1,那么b受到a產(chǎn)生磁場的作用力向右,大小為F1',這兩個力大小相等,方向相反。當再加入勻強磁場時產(chǎn)生的磁場力大小設(shè)為F0,則a受到的作用力為F2=F1+F0或F2=F1-F0,而對于b,由于電流方向與a相反,所以b受到作用力為F2'=F1+F0或F2'=F1-F0,這兩個力大小相等,方向相反,可得,F2'=F2,故A項正確,B、C、D項錯誤。5.(2018海南單科)如圖,一絕緣光滑固定斜面處于勻強磁場中,磁場的磁感應(yīng)強度大小為B,方向垂直于斜面向上,通有電流I的金屬細桿水平靜止在斜面上。若電流變?yōu)?.5I,磁感應(yīng)強度大小變?yōu)?B,電流和磁場的方向均不變,則金屬細桿將()A.沿斜面加速上滑 B.沿斜面加速下滑C.沿斜面勻速上滑 D.仍靜止在斜面上答案A原來BIl=mgsinθ,后來a=1.6.(2019鹽城中學月考)電動自行車是一種應(yīng)用廣泛的交通工具,其速度控制是通過轉(zhuǎn)動右把手實現(xiàn)的,這種轉(zhuǎn)動把手稱“霍爾轉(zhuǎn)把”,屬于傳感器非接觸控制,轉(zhuǎn)把內(nèi)部有永久磁鐵和霍爾器件等,截面如圖甲所示,開啟電源時,在霍爾器件的上下面之間加一定的電壓,形成電流,如圖乙。隨著轉(zhuǎn)把的轉(zhuǎn)動,其內(nèi)部的永久磁鐵也跟著轉(zhuǎn)動,霍爾器件能輸出控制車速的電壓,已知電壓與車速關(guān)系如圖丙。以下關(guān)于“霍爾轉(zhuǎn)把”敘述正確的是()A.為提高控制的靈敏度,永久磁鐵的上、下端分別為N、S極B.按圖甲順時針轉(zhuǎn)動電動車的右把手,車速將變快C.圖乙中從霍爾器件的左右側(cè)面輸出控制車速的霍爾電壓D.若霍爾器件的上下面之間所加電壓正負極性對調(diào),將影響車速控制答案B由于在霍爾器件的上下面之間加一定的電壓,形成電流,當永久磁鐵的上下端分別為N、S極時,磁場與電子的移動方向近似平行,則電子幾乎不受洛倫茲力作用,那么霍爾器件不能輸出控制車速的電勢差,故A項錯誤;當按題圖甲順時針轉(zhuǎn)動把手,導致霍爾器件周圍的磁場增加,那么霍爾器件輸出控制車速的電勢差增大,因此車速變快,故B項正確;根據(jù)題意,結(jié)合題圖乙的示意圖,那么永久磁鐵的N、S極可能在左、右側(cè)面,或在前、后表面,因此從霍爾器件輸出控制車速的電勢差,不一定在霍爾器件的左右側(cè)面,也可能在前后表面,故C項錯誤;當霍爾器件的上下面之間所加電壓正負極性對調(diào),從霍爾器件輸出控制車速的電勢差正負號相反,但由題圖丙可知,不會影響車速控制,故D項錯誤。二、多項選擇題7.如圖是“探究影響通電導體在磁場中受力因素”的實驗示意圖。三塊相同馬蹄形磁鐵并列放置在水平桌面上,導體棒用圖中1、2、3、4輕而柔軟的細導線懸掛起來,它們之中的任意兩根可與導體棒和電源構(gòu)成回路。認為導體棒所在位置附近為勻強磁場,最初細導線1、4接在直流電源上,電源沒有在圖中畫出。關(guān)于接通電源時可能出現(xiàn)的實驗現(xiàn)象,下列敘述正確的是()A.改變電流方向同時改變磁場方向,導體棒擺動方向?qū)淖傿.僅改變電流方向或者僅改變磁場方向,導體棒擺動方向一定改變C.增大電流同時改變接入導體棒上的細導線,接通電源時,導體棒擺動幅度一定增大D.僅拿掉中間的磁鐵,導體棒擺動幅度減小答案BD根據(jù)左手定則判斷可知,改變電流方向同時改變磁場方向,導體棒擺動方向不會改變,選項A錯誤;僅改變電流方向或者僅改變磁場方向,導體棒擺動方向一定改變,選項B正確;增大電流同時改變接入導體棒上的細導線,結(jié)合題意可知,導體棒在磁場中的有效長度減小,則接通電源時,導體棒擺動幅度不一定增大,選項C錯誤;僅拿掉中間的磁鐵,導體棒所受安培力減小,擺動幅度減小,選項D正確。8.(2018江蘇六市調(diào)研)回旋加速器的工作原理如圖所示,置于高真空中的D形金屬盒半徑為R,兩盒間的狹縫很小,帶電粒子在狹縫間加速的時間忽略不計。勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為B、方向與盒面垂直。粒子源A產(chǎn)生的粒子質(zhì)量為m、電荷量為+q,U為加速電壓,則()A.交變電壓的周期等于粒子在磁場中回轉(zhuǎn)周期的一半B.加速電壓U越大,粒子獲得的最大動能越大C.D形盒半徑R越大,粒子獲得的最大動能越大D.磁感應(yīng)強度B越大,粒子獲得的最大動能越大答案CD粒子在一個周期內(nèi)加速兩次,故交變電壓的周期和粒子在磁場中的回轉(zhuǎn)周期相等,A錯誤;帶電粒子在磁場中運動的最大半徑等于金屬盒的半徑,由qvB=mv9.如圖所示,兩方向相反、磁感應(yīng)強度大小均為B的勻強磁場被邊長為L的等邊三角形ABC理想分開,三角形內(nèi)磁場垂直紙面向里,三角形頂點A處有一質(zhì)子源,能沿∠BAC的角平分線發(fā)射速度不同的質(zhì)子(質(zhì)子重力不計),所有質(zhì)子均能通過C點,質(zhì)子比荷qmA.2BkL B.BkL2 C.3BkL2答案BD因質(zhì)子帶正電,且經(jīng)過C點,其可能的軌跡如圖中虛線圓弧所示,所有圓弧所對圓心角均為60°,由幾何關(guān)系可得,質(zhì)子運動半徑r=Ln(n=1,2,3,…),由洛倫茲力提供向心力得Bqv=mv2r,即v=Bqr10.(2018淮安模擬)某一空間存在著磁感應(yīng)強度為B且大小不變、方向隨時間t做周期性變化的勻強磁場(如圖甲所示),規(guī)定垂直紙面向里的磁場方向為正。為使靜止于該磁場中的帶正電的粒子能按a→b→c→d→e→f的順序做橫“∞”字曲線運動(即如圖乙所示的軌跡),下列辦法可行的是(粒子只受磁場力的作用,其他力不計)()A.若粒子的初始位置在a處,在t=38B.若粒子的初始位置在f處,在t=T2C.若粒子的初始位置在e處,在t=118D.若粒子的初始位置在b處,在t=T2答案AD要使粒子的運動軌跡如題圖乙所示,由左手定則知粒子做圓周運動的周期應(yīng)為T0=T2,若粒子的初始位置在a處時,對應(yīng)時刻應(yīng)為t=34T0=11.(2018如皋調(diào)研)如圖所示為一種質(zhì)譜儀的工作原理示意圖,此質(zhì)譜儀由以下幾部分構(gòu)成:離子源、加速電場、靜電分析器、磁分析器、收集器。靜電分析器通道中心線半徑為R,通道內(nèi)有均勻輻射電場,在中心線處的電場強度大小為E;磁分析器中分布著方向垂直于紙面,磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場,其左邊界與靜電分析器的右邊界平行。由離子源發(fā)出一個質(zhì)量為m、電荷量為q的正離子(初速度為零,重力不計),經(jīng)加速電場加速后進入靜電分析器,沿中心線MN做勻速圓周運動,而后由P點進入磁分析器中,最終經(jīng)過Q點進入收集器。下列說法中正確的是()A.磁分析器中勻強磁場方向垂直于紙面向內(nèi)B.加速電場中的加速電壓U=12C.磁分析器中軌跡圓心O2到Q點的距離d=1D.任何離子若能到達P點,則一定能進入收集器答案BC進入靜電分析器后,正離子順時針轉(zhuǎn)動,所受洛倫茲力指向圓心,根據(jù)左手定則,磁分析器中勻強磁場方向垂直于紙面向外,A項錯誤;離子在靜電分析器中做勻速圓周運動,根據(jù)牛頓第二定律有Eq=mv2R,設(shè)離子進入靜電分析器時的速度為v,離子在加速電場中加速的過程中,由動能定理有qU=12mv2,解得U=ER2,B項正確;由B項解析可知R=2UE,與離子質(zhì)量、電荷量無關(guān),離子在磁分析器中做勻速圓周運動,由牛頓第二定律有qvB=m三、非選擇題12.(2018江蘇壓軸沖刺卷)如圖所示,在矩形區(qū)域abcd內(nèi)存在磁感應(yīng)強度為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場矩形區(qū)域的邊長ab=1.5L,ad=3L。一粒子源處在ad邊中點O,在t=0時刻粒子源垂直于磁場發(fā)射出大量的同種帶電粒子,所有粒子的初速度大小相同,方向與Od的夾角分布在0~180°范圍內(nèi)。已知在bc邊能接收到的最早到達的粒子時間為t=t0,粒子在磁場中做圓周運動的半徑R=L,不計粒子的重力和粒子間的相互作用,求:(1)粒子在磁場中的運動周期T;(2)粒子的比荷;(3)粒子在磁場中運動的最長時間。答案(1)6t0(2)π3B解析(1)初速度沿Od方向發(fā)射的粒子在磁場中運動的軌跡如圖甲,其圓心角為θ,由幾何關(guān)系有sinθ=32,所以θ=60°,t0T=(2)粒子做圓周運動的向心力由洛倫茲力提供,根據(jù)牛頓第二定律得qvB=mvv=2π所以T=2π解得qm=(3)如圖乙所示,在磁場中運動時間最長的粒子的軌跡的弦Ob=3L,圓軌跡的半徑為L,所以O(shè)b弦對應(yīng)的圓心角為120°,粒子在磁場中運動的最長時間tmax=T3=2t013.(2018南京、鹽城一模)如圖所示,半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)有平行于紙面的勻強偏轉(zhuǎn)電場,電場與水平方向成60°角,同心大圓半徑為r,兩圓間有垂直于紙面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B。質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子經(jīng)電場加速后恰好沿磁場邊界進入磁場,經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)恰好從內(nèi)圓的最高點A處進入電場,并從最低點C處離開電場。不計粒子的重力。求:(1)該粒子從A處進入電場時的速率;(2)偏轉(zhuǎn)電場的場強大小;(3)使該粒子不進入電場并在磁場中做完整的圓周運動,加速電壓的取值范圍。答案(1)23rBq(3