届高考物理人教版第一轮复习课时作业章末质量检测8磁场1703.docx

1、届高考物理人教版第一轮复习课时作业章末质量检测8磁场1703章末质量检测 (八)(时间： 60 分钟 满分： 100 分 )一、选择题 (本题共 9 小题，每小题 6 分，共 54 分。在每小题给出的四个选项中，第 16 题只有一项符合题目要求，第 7 9 题有多项符合题目要求。 )1. (2014 广东江门一模 )如图 1 所示，带负电的金属环绕轴 OO以角速度 匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后静止时( )图 1A N 极竖直向上BN 极竖直向下CN 极沿轴线向左DN 极沿轴线向右解析 金属环带负电，按题图所示的方向旋转，则金属环的电流方向与旋转方向相反。由右手螺旋定则可知磁极的方向：左

2、端 N 极，右端 S 极。因此小磁针N 极沿轴线向左。故 C 正确， A 、B、D 错误。答案 C2.如图 2 所示，一个边长 L、三边电阻相同的正三角形金属框放置在磁感应强度为B 的匀强磁场中。若通以图示方向的电流 (从 A 点流入，从 C 点流出 )，电流强度为 I，则金属框受到的磁场力为( )图 24A 0 BILB C.3ILB D2ILB解析 可以把正三角形金属框看做两根导线并联，且两根导线中的总电流等于I，由安培力公式可知，金属框受到的磁场力为 ILB ，选项 B 正确。答案 B3. (2014 安徽安庆二模 )如图 3 所示， a、b 为竖直正对放置的两平行金属板，其中a 板带正

3、电、两板间的电压为 U，在金属板下方存在一有界的匀强磁场，磁场的上边界为与两金属板下端重合的水平面 PQ，PQ 下方的磁场范围足够大，磁q场的磁感应强度大小为 B，一比荷为 m的带正电粒子以速度 v0 从两板中间位置沿与 a、b 平行方向射入两板间的偏转电场，不计粒子重力，粒子通过偏转电场后从 PQ 边界上的 M 点进入磁场，运动一段时间后又从 PQ 边界上的 N 点射出磁场，设 M、N 两点距离为 x(M、N 点在图中未画出 )。则以下说法中正确的是( )图 3A 只减小磁感应强度 B 的大小，则 x 减小B只增大初速度 v0 的大小，则 x 减小qC只减小带电粒子的比荷 m，则 x 不变D

4、只减小偏转电场的电压 U 的大小，则 x 不变解析 粒子进入磁场后做匀速圆周运动，设粒子进入磁场时速度方向与磁场边界的夹角为 ，速度大小为 vv0，轨道半径 Rmv，由几何关系可知 xsinqB2mv02Rsin qB ， 只减小磁感应强度 B、只增大初速度 v0 或只减小带电粒子的q比荷 m时，都可使 x 增大，而 x 与偏转电场的电压 U 无关，故选项 A 、B、C 错4.误， D 正确。答案 D两个质量相同、所带电荷量相等的带电粒子射入圆形匀强磁场区域，其运动轨迹如图说法正确的是a、 b，以不同的速率沿着 AO 方向4 所示。若不计粒子的重力，则下列()图 4A a 粒子带正电， b 粒

5、子带负电Ba 粒子在磁场中所受洛伦兹力较大Cb 粒子的动能较大Db 粒子在磁场中运动时间较长v2解析 由左手定则可知， a 粒子带负电， b 粒子带正电， A 错误；由 qvBm r 得mvb 粒子的速率较大，r qB，故运动的轨迹半径越大，对应的速率越大，所以12在磁场中所受洛伦兹力较大， B 错误；由 Ek2mv可得 b 粒子的动能较大， C2m正确；由TqB 知两者的周期相同，b 粒子运动的轨迹对应的圆心角小于a 粒子运动的轨迹对应的圆心角，所以 b 粒子在磁场中运动时间较短， D 错误。答案C5. 如图5 所示，在x 轴下方的第、象限中，存在垂直于xOy 平面方向的匀强磁场，磁感应强度

6、 B12B22B，带电粒子 a、b 分别从 x 轴上的 P、Q 两点 (图中没有标出 )以垂直于 x 轴方向的速度同时进入匀强磁场 B1、B2 中，两粒子恰在第一次通过 y 轴时发生正碰，碰撞前带电粒子 a 的速度方向与 y 轴正方向成60角，若两带电粒子的比荷分别为 k1、 k2，进入磁场时的速度大小分别为 v1、v2，不计粒子重力和两粒子间相互作用，则下列关系正确的是( )图 5A k12k2 B2k1k2 Cv12v2D 2v1 v2解析两粒子在 y 轴上发生正碰时粒子 a 的速度与 y轴正方向成 60 角，则粒子 b 速度与 y 轴负方向成 60 角，轨迹对应的圆心角分别为120 和

7、60 ，如图所示。两粒子同时进入磁场并相撞，则运动时间相等，即1t21T12m12T2m21212，A 、Bt，而 t 33q B，t 63q B，将 B 2B 2B代入得 kk1122均错；由于两粒子正碰则轨道半径相等， 而 R1m11m22v，R2v，解得 v1 2v2，q B1q B212C 正确。答案 C6. (2014 安徽黄山三校联考 )如图 6 所示，在 x0，y0 的空间中有恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于 xOy 平面向里，大小为 B。现有一质量为 m、电荷量为 q 的带正电粒子，从 x 轴上的某点 P 沿着与 x 轴成 30角的方向射入磁场。不计重力的影响，则下列有关

8、说法正确的是( )图 6A 只要粒子的速率合适，粒子就可能通过坐标原点5mB粒子在磁场中运动所经历的时间一定为 3qBmC粒子在磁场中运动所经历的时间可能为 qBmD粒子在磁场中运动所经历的时间可能为 6qB解析 根据同一直线边界上粒子运动的对称性可知，粒子不可能通过坐标原点， A 错误；粒子运动的情况有两种，一种是从y 轴边界射出，最短5mT时间要大于 6Bq，故 D 错；对应轨迹时， t21m5 5m qB，C 正确；另一种是从x 轴边界飞出，如轨迹，时间t3 6T 3qB，此时粒子在磁场中运动时间最长，故 B 错误。答案 C7. 磁流体发电是一项新兴技术。 如图 7 所示，平行金属板之间

9、有一个很强的磁场，将一束含有大量正、负带电粒子的等离子体，沿图中所示方向喷入磁场。图中虚线框部分相当于发电机。把两个极板与用电器相连，则( )图 7A 用电器中的电流方向从 A 到 BB用电器中的电流方向从 B 到 AC若只减小磁场，发电机的电动势增大D若只增大喷入粒子的速度，发电机的电动势增大解析 等离子体喷入磁场后，受洛伦兹力作用，带正电粒子打在上极板，带负电粒子打在下极板，用电器中电流方向从 A 到 B， A 正确， B 错误；当等离子体在磁场和电场中满足 qEqvB 时，电场强度 E vB，此时电动势最大，最大值 EmBdv，所以若只增强磁场或只增大喷入粒子的速度，发电机的电动势均会增

10、大， C 错误， D 正确。答案 AD8粒子回旋加速器的工作原理如图 8 所示，置于真空中的 D 形金属盒的半径为 R，两金属盒间的狭缝很小，磁感应强度为 B 的匀强磁场与金属盒盒面垂直，高频交流电的频率为 f，加速电压为 U，若中心粒子源处产生的质子质量为 m、电荷量为 e，在加速器中被加速。不考虑相对论效应，则下列说法正确的是( )图 8A 不改变磁感应强度 B 和交流电的频率 f，该加速器也可加速 粒子B加速的粒子获得的最大动能随加速电压U 的增大而增大C质子被加速后的最大速度不能超过 2RfD质子第二次和第一次经过D 形盒间狭缝后轨道半径之比为 21D形盒最大半径的制约， vm2R解析

11、 质子被加速获得的最大速度受到T 2Rf，C 正确；粒子旋转频率为 f Bq，与被加速粒子的比荷有关，所以A 错2m2mvm2 2 2误；粒子被加速的最大动能Ekm2 2mR f ，与加速电压 U 无关，B错误；mvmv2因为运动半径 R Bq，nUq 2，知半径比为 21，D 正确。答案 CD9 (2014 贵州省六校联盟第一次联考 )下列四图中， A 、B 两图是质量均为 m 的小球以相同的水平初速度向右抛出， A 图只受重力作用， B 图除受重力外还受水平向右的恒定风力作用； C、D 两图中有相同的无限宽的电场，场强方向竖直向下， D 图中还有垂直于纸面向里无限宽的匀强磁场且和电场正交，

12、在两图中均以相同的初速度向右水平抛出质量为 m 的正电荷，两图中不计重力作用， 则下列有关说法正确的是( )A A 、B、C 三图中的研究对象均做匀变速曲线运动B从开始抛出经过相同时间 C、D 两图竖直方向速度变化相同， A 、B 两图竖直方向速度变化相同C从开始抛出到沿电场线运动相等距离的过程内 C、D 两图中的研究对象动能变化相同D相同时间内 A 、B 两图中的研究对象在竖直方向的动能变化相同解析 根据题给条件可知， A 、B、C 三图中的研究对象的受力均为恒力，因此研究对象均做匀变速曲线运动，A 正确；从开始抛出经过相同时间，C、D两图研究对象在竖直方向受力不同，速度变化也不同，B 错误

13、；根据C、D两图中有相同的无限宽的电场，场强方向竖直向下， D 图中还有垂直于纸面向里的无限宽的匀强磁场且和电场正交可知，从开始抛出到沿电场线运动相等距离的过程中电场力做功相同，洛伦兹力不做功，重力忽略不计，因此只有电场力做功，所以 C、 D 两图中的研究对象动能变化相同， C 正确；因为动能是标量没有分量形式之说，因此相同时间内 A 、B 两图竖直方向的动能变化相同这种说法是错误的，故 D 错误。答案 AC二、非选择题 (本题共 3 小题，共 46 分 )10. (12 分)(2014 广东潮州期末 )如图 9 所示，在 XOY 直角坐标系中， OQ 与 OP 分别与 X 轴正、负方向成 4

14、5，在 POQ 区域中存在足够大的匀强电场， 场强大小为 E，其余区域存在匀强磁场， 一带电荷量为 q、质量为 m 的粒子在 Y 轴上 A点 (0，L)以沿 X 轴正方向的速度 v0 进入第四象限，在 OQ 边界垂直进入电场，后又从 OP 边界离开电场，不计粒子的重力。求：图 9(1)匀强磁场的磁感应强度大小；(2)粒子从 OP 进入磁场的位置坐标。解析 (1)设匀强磁场的磁感应强度大小为 B，粒子在磁场中运动时，根据牛顿2mv0第二定律有 qv0B rmv0由几何关系可得r L，则匀强磁场的磁感应强度大小为BqL(2)设粒子在电场中运动的加速度大小为a，根据牛顿第二定律有Eqma由平抛运动规

15、律知at2rL 2，sv0t v02LmqE则粒子从OP 进入磁场的位置坐标为(v0LmqE ，v0LmqE)答案(1)mv0qL(2)( v0LmqE， v0LmqE)11(16 分)离子推进器是太空飞行器常用的动力系统。 某种推进器设计的简化原理如图 10 甲所示，截面半径为 R 的圆柱腔分为两个工作区。为电离区，将氙气电离获得 1 价正离子；为加速区，长度为 L，两端加有电压，形成轴向的匀强电场。 区产生的正离子以接近 0 的初速度进入区， 被加速后以速度 vMB，在离轴线R从右侧喷出。区内有轴向的匀强磁场，磁感应强度大小为2处的 C 点持续射出一定速率范围的电子。 假设射出的电子仅在垂

16、直于轴线的截面上运动，截面如图乙所示 (从左向右看 )。电子的初速度方向与中心 O 点和 C 点的连线成 角 (090)。推进器工作时，向区注入稀薄的氙气。电子使氙气电离的最小速率为 v0，电子在区内不与器壁相碰且能到达的区域越大，电离效果越好。已知离子质量为 M；电子质量为 m，电量为 e。(电子碰到器壁即被吸收，不考虑电子间的碰撞 )图 10(1)求区的加速电压及离子的加速度大小；(2)为取得好的电离效果，请判断区中的磁场方向 (按图乙说明是“垂直纸面向里”或“垂直纸面向外” )；(3)为 90时，要取得好的电离效果，求射出的电子速率 v 的范围。解析1 2(1)由动能定理得 2MvM e

17、UMv2MU 2e2eE U vMa M eML 2L(2)垂直纸面向外(3)设电子运动的最大半径为 r32r 2R2v3eBR所以有 v0v 4m4mv0要使式有解，则磁感应强度 B 3eR22MvMvM答案(1) 2e2L(2)垂直纸面向外3eBR4mv0(3)v0 v 4m(B 3eR )分如图11甲所示，比荷 q k 的带正电的粒子 (可视为质点 )，以速度 v012 (18)m从 A 点沿 AB 方向射入长方形磁场区域，长方形的长AB 3L，宽 ADL。取粒子刚进入长方形区域的时刻为0 时刻，垂直于长方形平面的磁感应强度按图乙所示规律变化 (以垂直纸面向外的磁场方向为正方向)，粒子仅

18、在洛伦兹力的作用下运动。图 11(1)若带电粒子在通过 A 点后的运动过程中不再越过AD 边，要使其恰能沿 DC方向通过 C 点，求磁感应强度 B0 及其磁场的变化周期 T0 为多少？(2)要使带电粒子通过 A 点后的运动过程中不再越过AD 边，求交变磁场磁感应强度 B0 和变化周期 T0 的乘积 B0T0 应满足什么关系？解析 (1)带电粒子在长方形区域内做匀速圆周运动， 设粒子运动轨迹半径为 R，mv0 v02m 2周期为 T，则可得 R qB0 kB0，T qB0 kB0每经过一个磁场的变化周期，粒子的末速度方向和初速度方向相同，如图所示，要使粒子恰能沿 DC 方向通过 C 点，则经历的时间必须是磁场周期的整数倍，有：AB 方向： 3Ln2Rsin DC 方向： Ln2R(1 cos )1解得 cos 1(舍去 )，cos 2L所以 60 ， Rnnv0 T 2L即 B0 kL ，T03 3nv0(n1、2、3)。(2)当交变磁场周期取最大值而粒子不再越过 AD 边时运动情形如图所示，由图可15知粒子在第一个2T0 时间内转过的圆心角 6则 T05，即02m55 3kB06TT6 qB00T05。所以 B3knv0 2L5答案(1) kL3nv0(n1、2、3) (2)B0T03k