高考物理一轮复习第八章磁场章末达标验收

1、【创新方案】 2014 年高考物理一轮复习章末达标验收：第八章磁场(教师用书独具)( 时间：50 分钟满分： 100 分 )一、选择题( 本题共12 小题，每小题5 分，共60 分，每小题至少有一个选项正确，选对但选不全得3 分，有错选或不答的得0 分 )1.(2012河北衡水中学调研) 如图1 所示，平行于纸面水平向右的匀强磁场，磁感应强度 B1 1 T 。位于纸面内的细直导线，长L1 m，通有I 1 A的恒定电流。当导线与B1 成60夹角时，发现其受到的安培力为零，则该区域同时存在的另一匀强磁场的磁感应强度B2 的可能值是 ()图113A. 2 TB.2TC 1 TD.3 T解析：选BCD

2、时存在着另一匀强磁场当导线与B1 成 60夹角时，发现其受到的安培力为零，说明该区域同B2，并且 B2 与 B1 的合磁场的磁感应强度方向沿导线方向，根据矢量31合成的三角形定则，可知B2 B1sin 602T ，所以B2 的值不可能为2 T ，选项A 错误，B、 C、 D 正确。21922 年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖。若速度相同的同一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图2 所示，则下列相关说法中正确的是 ()图 2A该束带电粒子带负电B速度选择器的P1 极板带正电C在 B2 磁场中运动半径越大的粒子，质量越大D在 B2磁场中运动半径越大的粒子，

3、比荷q/ m越小解析：选 BD由带电粒子在磁场2 中的偏转方向可知，粒子带正电，选项A 错误；带B电粒子在如图所示的速度选择器中受到两个力平衡，即qvB qE，因为受到的洛伦兹力方向向上，故受到的电场力方向向下，则P1 极板带正电，选项 B 正确；带电粒子在右侧的偏转mvqD正确，选项 C错误。磁场中，半径qB2，则比荷越小，半径越大，选项Rm3. (2012 山西四校联考 ) 回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是与高频交变电源两极相连接的两个D 形金属盒， 两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，在通过狭缝时都能得到加速，两 D 形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图增大带电粒子射出时

4、的动能，则下列说法正确的是()使带电粒子3 所示， 要图 3A增大电场的加速电压B增大 D 形金属盒的半径C减小狭缝间的距离D减小磁场的磁感应强度解析：选 B设带电粒子从回旋加速器射出时的速度为v，则由牛顿第二定律和圆周运v2vqBRD 形金属盒射出时的动能q2B2R2动知识得，解得m，故带电粒子从k2m，由此qvB mRE式可以看出，要使Ek 增大，可以增大 D 形金属盒的半径 R或磁场的磁感应强度B，B 正确，A、 C、 D 错误。4. 如图 4所示，垂直于纸面向里的匀强磁场分布在正方形abcd 区域内， O点是 cd 边的中点。一个带正电的粒子仅在磁场力的作用下，从O点沿纸面以垂直于cd

5、 边的速度射入正方形内，经过时间t0 刚好从c点射出磁场。现设法使该带电粒子从点沿纸面以与成 30OOd角的方向，以大小不同的速度射入正方形内，那么下列说法中正确的是()图 45A若该带电粒子在磁场中经历的时间是3t 0，则它一定从cd 边射出磁场2B若该带电粒子在磁场中经历的时间是3t 0，则它一定从ad 边射出磁场5C若该带电粒子在磁场中经历的时间是4t 0，则它一定从bc边射出磁场D若该带电粒子在磁场中经历的时间是t 0，则它一定从ab 边射出磁场解析：选 AC 如图所示，作出刚好从ab 边射出的轨迹、刚好从bc 边射出的轨迹、 从 cd 边射出的轨迹和刚好从ad 边射出的轨迹。由从 O

6、点沿纸面从垂直于 cd 边的速度射入正方形内，经过时间t 0刚好从 c 点射出磁场可知，带电粒子在磁场中做圆周运动的周期是2t 0。可115知，从 ad 边射出经历的时间一定小于3t 0；从 ab 边射出经历的时间一定大于等于3t 0，小于 6545t 0；从 bc 边射出经历的时间一定大于等于6，小于 3t 0；从 cd 边射出经历的时间一定是3t 0。所以选择 A、 C 正确。5 (2012 洛阳统考 ) 显像管原理的示意图如图5 所示，当没有磁场时，电子束将打在荧光屏正中的 O点，安装在管径上的偏转线圈可以产生磁场，使电子束发生偏转。 设垂直纸面向里的磁场方向为正方向， 若使电子打在荧光

7、屏上的位置由a 点逐渐移动到b 点，下列变化的磁场能够使电子发生上述偏转的是()图 5图 6解析：选 A 根据左手定则判断磁场的方向，电子偏转到a 点时，根据左手定则可知，磁场方向垂直纸面向外，对应Bt 图，图线应在 t 轴下方，选项C、 D错误；电子偏转到 b点时，根据左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里，对应Bt图，图线应在t 轴上方， A正确， B 错误。6(2012 黑龙江佳木斯调研 ) 场强为 E 的匀强电场和磁感应强度为B 的匀强磁场正交。如图 7 所示，质量为的带电粒子在垂直于磁场方向的竖直平面内，做半径为R的匀速圆周m运动，设重力加速度为g，则下列结论正确的是()图 7mgA粒子

8、带负电，且q EB粒子沿顺时针方向转动BgRC粒子速度大小v ED粒子的机械能守恒解析：选 ABC 带电粒子在复合场中做半径为R的匀速圆周运动，电场力和重力一定等大、反向，粒子带负电，A 正确；洛伦兹力指向圆心，根据左手定则可知粒子沿顺时针方向mvBgR转动， B 正确；根据R qB可推知 v E ， C 正确；粒子在运动过程中电场力做功，粒子的机械能不守恒，D 错误。7 (2012 河南郑州质检) 如图 8 所示，在垂直纸面向里的水平匀强磁场中，水平放置一根粗糙绝缘细直杆，有一个重力不能忽略、中间带有小孔的带正电小球套在细杆上。现在给小球一个水平向右的初速度v0，假设细杆足够长， 小球在运动

9、过程中电量保持不变，各处的动摩擦因数相同，则小球运动的速度v 与时间 t 的关系图象可能是()杆上图 8图9解析：选BD小球受到的洛伦兹力竖直向上，若小球的初速度v0 满足洛伦兹力和重力等大，则小球做匀速直线运动，B 正确。若小球的初速度v0 满足洛伦兹力大于重力，则小球做加速度越来越小的减速运动，当洛伦兹力和重力相等时，小球做匀速运动；若小球的初速度 v0 满足洛伦兹力小于重力，则小球做加速度越来越大的减速运动，直至减速为零，D正确。8如图10 所示，在沿水平方向向里的匀强磁场中，带电小球A 与B 在同一直线上，其中小球B 带正电荷并被固定， 小球A 与一水平放置的光滑绝缘板C接触 ( 不粘

10、连 ) 而处于静止状态。若将绝缘板C沿水平方向抽去后，以下说法正确的是()图 10A小球 A 仍可能处于静止状态B小球 A 将可能沿轨迹1 运动C小球 A 将可能沿轨迹2 运动D小球 A 将可能沿轨迹3 运动解析：选AB小球 A 处于静止状态，可判断小球A 带正电，若此时小球A 重力与库仑力平衡，将绝缘板 C沿水平方向抽去后， 小球 A仍处于静止状态； 若库仑力大于小球A 重力，则将绝缘板C沿水平方向抽去后，小球A向上运动，此后小球A 在库仑力、 重力、 洛伦兹力的作用下将可能沿轨迹1 运动。9如图11 所示，在竖直向下的匀强磁场中，有两根竖直放置的平行导轨AB、CD，导轨上放有质量为m的金属

11、棒 MN，棒与导轨间的动摩擦因数为，现从 t 0 时刻起，给棒通以图示方向的电流，且电流强度与时间成正比，即I kt ，其中k 为恒量。若金属棒与导轨始终垂直，则下列表示棒所受的摩擦力随时间变化的四幅图中正确的是()图 11图 12解析：选 C当 F BIL BLkt mg时，ff棒沿导轨向下减速； 在棒停止运动前， 所受摩擦力为滑动摩擦力，大小为f BLkt；当棒F停止运动时，摩擦力立即变为静摩擦力，大小为Ff mg，故选项 C 正确。10. 如图 13 所示，为与匀强磁场垂直的边长为a的等边三角形，磁场垂直于纸面向ABCev0 从 A 点沿 AB方向射入，欲使电子能经过BC边，则磁感应强度

12、外，比荷为 的电子以速度mB的取值应为 ()图 133mv02mv0A BaeB B ae3020C mvaeaeBB解析：选 C由题意，如图所示，电子正好经过C点，此时圆周运动的aa半径 R2cos30 3，要想电子从 BC 边经过，圆周运动的半径要大于amvamv03mv03，由带电粒子在磁场中运动的公式r qB有3 eB，即Bae， C选项正确。11(2012 南通一调 ) 如图 14 所示，在 MN、PQ间同时存在匀强磁场和匀强电场，磁场方向垂直纸面水平向外，电场在图中没有标出。一带电小球从a 点射入场区， 并在竖直面内沿直线运动至b 点，则小球 ()图 14A一定带正电B受到电场力的

13、方向一定水平向右C从 a 到 b 过程，克服电场力做功D从 a 到 b 过程中可能做匀加速运动解析：选C因小球受到的洛伦兹力F qvB 随小球速度变化而变化，为使带电小球能在场内做直线运动，必须满足小球的速度大小不能变化的条件，即小球受力平衡，做匀速直线运动， D 错误；小球共受到三个力的作用：重力、电场力和洛伦兹力，无论小球带何种电荷，三力均可能平衡，故A、 B 错误；从a 到 b 的过程中，小球的动能不变，根据动能定理有Ek WG W电场 W洛伦兹 0，其中洛伦兹力不做功，重力做正功，所以电场力必做负功，C正确。12如图 15 所示，宽h 2 cm 的有界匀强磁场的纵向范围足够大，磁感应强

14、度的方向垂直纸面向内， 现有一群正粒子从O点以相同的速率沿纸面不同方向进入磁场，若粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径均为r 5 cm，则 ()图 15A右边界：4 cm y4 cm 有粒子射出B右边界： y4 cm 和 y 4 cm 有粒子射出C左边界： y8 cm 有粒子射出D左边界： 0y 8 cm 有粒子射出解析：选AD如图所示，当带电粒子从右边界射出，范围是从 A 点到 B 点，即 4 cm y 4 cm ，当从左边界射出，范围是从O点到 C点，即 0y 8 cm。二、非选择题 ( 本题共 4 小题，共 40 分，按题目要求作答，解答题应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计

15、算的要注明单位)13(8分 ) 如图16 所示，一质量为m的导体棒MN两端分别放在两个固定的光滑圆形导轨上，两导轨平行且间距为L，导轨处在竖直向上的匀强磁场中，当导体棒中通一自左向右的电流 I 时，导体棒静止在与竖直方向成37角的导轨上，取sin 37 0.6 ， cos 370.8 ，求：图 16(1) 磁场的磁感应强度 B；(2) 每个圆导轨对导体棒的支持力大小FN。解析： (1) 从左向右看受力分析如图所示，由受力平衡得：BILmgtan 37 3mg解得： B 4IL(2) 两导轨对棒的支持力 2FN，满足：2FNcos 37 mg5解得： FN 8mg5即每个圆导轨对导体棒的支持力大

16、小为8mg。35mg(2) 8mg答案： (1) 4IL14(10 分 ) 如图 17 所示，在空间中存在垂直纸面向外，宽度为d 的有界匀强磁场。一质量为 m，带电荷量为 q 的粒子自下边界的 P点处以速度v 沿与下边界成 30角的方向垂直射入磁场，恰能垂直于上边界射出，不计粒子重力，题中d、m、 q、 v 均为已知量。则图 17(1) 粒子带何种电荷？(2) 磁场磁感应强度为多少？解析： (1) 粒子带正电。(2) 粒子在磁场中运动轨迹如图所示，设圆周运动半径为r ，由几何关系可得r cos 30 d2v3mv由以上两式可解得B 2qd答案： (1) 带正电(2)3mv2qd15(10 分

17、) 如图 18 所示，在一个圆形区域内，两个方向都垂直于纸面向外的匀强磁场分布在以直径 A2A4 为边界的两个半圆形区域、中， 直径 A2A4 与 A1A3 的夹角为 60，一质量为 m、带电荷量为 q 的粒子以某一速度从区的边缘点A1处沿与 A1A3 成 30角的方向射入磁场， 再以垂直 AA 的方向经过圆心 O进入区， 最后再从A 处射出磁场。 已知该粒子从242射入到射出磁场所用的时间为t ，求区和区中磁感应强度B 和 B 的大小 ( 忽略粒子重力 )12图 18解析：粒子区运动轨迹的圆心在A2 处，由几何知识和题意可知，轨道半径R1 R，mv则 R qB1轨迹所对应的圆心角1 3T12

18、 mm则运动时间t 1 6 6 1 31qBqBR粒子在区运动轨迹的圆心在OA2的中点，由几何关系可知轨迹半径R2 2，2mv则 R qB22mT轨迹对应的圆心角2，则运动时间t 2 2 qB2 m m由题意知： t t 1t 2 3qB1 qB25 m5 m由式联立解得：B22B1， B1 6qt ， B2 3qt5 m5 m答案： 6qt3qt16(12分 ) 如图19 所示，竖直平面内有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场强度E12 500 N/C，方向竖直向上；磁感应强度B103 T ，方向垂直纸面向外；有一质量m110 2 kg 、电荷量q 4 105 C的带正电小球自O点沿与水平线成45角以v0 4 m/s的速度射入复合场中，之后小球恰好从P 点进入电场强度E22 500 N/C，方向水平向左的第二个匀强电场中。不计空气阻力，g 取10 m/s2。求：图 19(1) O点到 P 点的距离 s1；(2) 带电小球经过 P 点的正下方 Q点时与 P点的距离 s2。解析： (1)带电小球在正交的匀强电场和匀强磁场中受到的重力G mg0.1 N电场力F1 qE1 0.1 N即 GF1，故带电小球在正交的电磁场中由O到P 做匀速圆周运动根据牛顿第二定律得：2v0qv0B mRmv01 102 4解得： R qB 410 5 103 m1 m由几何