（福建专）高考物理一轮复习 第八章检测试题

第八章检测试题(时间:60分钟满分:100分)【测控导航】知识点题号1.磁场、磁感线1、22.安培力43.洛伦兹力、匀速圆周运动3、8、9、114.复合场5、7、125.运动实例分析6、10一、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,只有一个选项正确,选对的得6分,选错或不选的得0分)1.如图为一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图,其工作原理类似打点计时器.当电流从电磁铁的接线柱a流入,吸引小磁铁向下运动时,以下选项中正确的是(D)A.电磁铁的上端为N极,小磁铁的下端为N极B.电磁铁的上端为S极,小磁铁的下端为S极C.电磁铁的上端为N极,小磁铁的下端为S极D.电磁铁的上端为S极,小磁铁的下端为N极解析:当电流从a端流入电磁铁时,据安培定则可判断出电磁铁的上端为S极,此时能吸引小磁铁向下运动,说明小磁铁的下端为N极,D正确.2.如图所示,三根长直导线垂直于纸面放置,通以大小相同、方向如图所示的电流,ac⊥bd,且ab=ad=ac,则a点处磁感应强度的方向为(C)A.垂直于纸面向外B.垂直于纸面向里C.沿纸面由a向dD.沿纸面由a向c解析:因为ab=ad,则b与d两直线电流产生的磁场可互相抵消,a点磁感应强度的方向决定于c中的电流,根据安培定则可判断,a点的磁感应强度的方向沿纸面由a向d.3.带电粒子进入云室会使云室中的气体电离,从而显示其运动轨迹.如图所示是在有匀强磁场的云室中观察到的粒子的轨迹,a和b是轨迹上的两点,匀强磁场B垂直于纸面向里.该粒子在运动时,其质量和电荷量不变,而动能逐渐减少,下列说法正确的是(A)A.粒子先经过a点,再经过b点B.粒子先经过b点,再经过a点C.粒子带正电D.粒子的电性无法确定解析:由于粒子的速度减小,所以轨道半径不断减小,所以A对B错;由左手定则得粒子应带负电,C、D错.4.如图所示,一根长为l的铝棒用两个劲度系数均为k的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里,当铝棒中通过的电流I方向从左到右时,弹簧缩短Δx,而当电流反向且大小不变时,弹簧伸长Δx,则该磁场的磁感应强度大小为(A)A.2kΔC.kΔx解析:不通电流时:mg=2k·Δl①电流自左向右时:mg=BIl+2k(Δl-Δx)②电流自右向左时:mg+BIl=2k(Δl+Δx)③解②③得B=2k5.如图所示,相距为d的水平金属板M、N的左侧有一对竖直金属板P、Q,板P上的小孔S正对板Q上的小孔O,M、N间有垂直于纸面向里的匀强磁场,在小孔S处有一带负电粒子,其重力和初速度均不计,若滑动变阻器的滑片在AB的中点,带负电粒子恰能在M、N间做直线运动,若滑动变阻器的滑片在A点(A)A.粒子在M、N间运动过程中,动能一定不变B.粒子在M、N间运动过程中,动能一定增大C.粒子在M、N间运动过程中,动能一定减小D.以上说法都不对解析:滑片向上滑动,两个极板间的电压减小,粒子所受电场力减小,当滑片滑到A处时,两极板间的电压为零,粒子进入此区域后做圆周运动.而加在PQ间的电压始终没有变化,所以进入偏转磁场后动能也就不发生变化了.综上所述,A项正确.6.(浙江杭州市一模)如图所示,匀强电场水平向右,匀强磁场垂直纸面向里,带正电的小球在场中静止释放,最后落到地面上.关于该过程,下述说法正确的是(C)A.小球做匀变速曲线运动B.小球减少的电势能等于增加的动能C.电场力和重力做的功等于小球增加的动能D.若保持其他条件不变,只减小磁感应强度,小球着地时动能不变解析:小球在运动过程中所受洛伦兹力不停变化,合外力不恒定,不可能做匀变速曲线运动,故选项A错;电场力做的功等于电势能的减少量,电场力做的功和重力做的功之和等于小球的动能增量,故选项B错误,选项C正确;只减小磁感应强度,会导致洛伦兹力减小,飞行的水平距离减小,电场力做功减小,则小球落地时动能减小,故选项D错.故选C.解答这类问题时,一定要明确各种力做功的特点:重力做功只与初末位置的高度差有关;电场力做功与初末位置的电势差有关;而洛伦兹力永不做功.7.如图所示,某一真空室内充满竖直向下的匀强电场E,在竖直平面内建立坐标系xOy,在y<0的空间里有与场强E垂直的匀强磁场B,在y>0的空间内,将一质量为m的带电液滴(可视为质点)自由释放,此液滴则沿y轴的负方向,以加速度a=2g(g为重力加速度)做匀加速直线运动,当液滴运动到坐标原点时,被安置在原点的一个装置瞬间改变了带电性质(液滴所带电荷量和质量均不变).随后液滴进入y<0的空间运动,液滴在y<0的空间内的运动过程中(D)A.重力势能一定不断减小B.电势能一定先减小后增大C.动能不断增大D.动能保持不变解析:带电液滴在y>0的空间内以加速度a=2g做匀加速直线运动,可知液滴带正电,且电场力大小等于重力大小,当液滴运动到坐标原点时变为带负电,液滴进入y<0的空间内运动,电场力大小等于重力大小,液滴做匀速圆周运动,重力势能先减小后增大,电势能先增大后减小,动能保持不变,故选D.8.如图,空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,电场和磁场相互垂直.在电磁场区域中,有一个竖直放置的光滑绝缘圆环,环上套有一个带正电的小球.O点为圆环的圆心,a、b、c为圆环上的三个点,a点为最高点,c点为最低点,Ob沿水平方向.已知小球所受电场力与重力大小相等.现将小球从环的顶端a点由静止释放.下列判断正确的是(D)A.当小球运动的弧长为圆周长的1/4时,洛伦兹力最大B.当小球运动的弧长为圆周长的1/2时,洛伦兹力最大C.小球从a点运动到b点,重力势能减小,电势能增大D.小球从b点运动到c点,电势能增大,动能先增大后减小解析:从圆心沿重力与电场力的合力的方向作直线,与圆的交点就是等效最低点,当小球运动到此点时速度最大,洛伦兹力最大,A、B错;小球从a点到b点,重力和电场力都做正功,相应的势能都是减小的,C错;等效最低点在b、c之间,故D正确.9.如图(甲)所示,一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子,不计重力,在a点以某一初速度水平向左射入磁场区域Ⅰ,沿曲线abcd运动,ab、bc、cd都是半径为R的圆弧.粒子在每段圆弧上运动的时间都为t.规定垂直于纸面向外的磁感应强度为正,则磁场区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三部分的磁感应强度B随x变化的关系可能是图(乙)中的(C)解析:由左手定则可判断出磁感应强度B在磁场区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ内磁场方向分别为向外、向里、向外,在三个区域中均运动14圆周,故t=T4,由于T=2π二、计算题(共46分)10.(13分)据报道,最近已研制出一种可以投入使用的电磁轨道炮,其原理如图所示.炮弹(可视为长方形导体)置于两固定的平行导轨之间,并与轨道壁密接.开始时炮弹在导轨的一端,通电流后,炮弹会被磁场力加速,最后从位于导轨另一端的出口高速射出.设两导轨之间的距离d=0.10m,导轨长l=5.0m,炮弹质量m=0.30kg.导轨上的电流I的方向如图中箭头所示.可认为,炮弹在轨道内运动时,它所在处磁场的磁感应强度始终为B=2.0T,方向垂直于纸面向里.若炮弹出口速度为v=2.0×103解析:在导轨通有电流I时,炮弹作为导体受到磁场施加的安培力为F=IdB①(3分)设炮弹加速度的大小为a,则有F=ma②(2分)炮弹在两导轨间做匀加速运动,因而v2=2al③(3分)联立①②③式得I=12代入题给数据得I=6.0×105答案:6.0×1011.(14分)如图所示为一种质谱仪的示意图,由加速电场、静电分析仪和磁分析仪组成.若静电分析仪的通道半径为R,均匀辐向电场沿通道线的场强大小为E,方向如图所示;磁分析仪中有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B.忽略离子的重力,则:(1)为了使位于A处的质量为m、电荷量为q的离子,从静止开始经加速电场加速后,沿图中的圆弧虚线通过静电分析仪,加速电场的电压U应为多大?(2)离子由P点进入磁分析仪后,最终打在乳胶底片上的Q点,该点离入射点P多远?(3)若有一群离子从静止开始通过质谱仪后打在同一点Q,则该群离子有什么共性?解析:(1)离子在加速电场中做加速运动,根据动能定理,有qU=12mv2①离子在辐向电场中做匀速圆周运动,电场力提供向心力,有qE=mv2R由①②式得U=12ER.③(2)离子在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,有qvB=mv2r由②④式得r=mvqB=1B∴PQ=2r=2BEmRq(3)由⑥式可知PQ∝mq答案:见解析.12.(唐山一模)(19分)如图所示,在直角坐标系x轴上方有与x轴成45°角的匀强电场,场强大小E=103V/m,在x轴下方有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B=1T.现从y轴上距坐标原点L=10cm处由静止释放一比荷为2×104(1)微粒进入磁场后在磁场中运动的轨道半径;(2)从释放微粒到微粒第一次从磁场返回电场所用时间;(3)若在A第一次返回电场的同时,在电场中适当的位置由静止释放另一与A完全相同的带电微粒B,可使两微粒在进入磁场前相遇.求出所有满足条件的释放点的轨迹方程(不计两微粒之间的库仑力).解析:(1)微粒在进入磁场前做匀加速运动,设微粒质量为m,带电荷量为q,进入磁场时速度为v,则:12mv2=2微粒进入磁场后做匀速圆周运动,设轨道半径为R,则Bqv=mv2代入数值可解得:R=210(2)由此可作出微粒的运动轨迹如图所示.微粒在磁场中运动3/4圆周后从P点进入电场.设微粒从释放到再次进入电场之前所用时间为t,则:t1=2LT=2π而t=t1+34·代入数值可得:t=2(1+3π4)×10(3)微粒从P点进入电场后做类平抛运动,设微粒再次进入磁场时距