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2019-2020年高考物理新一輪總復(fù)習(xí) 階段示范性測試8 磁場(含解析)
本卷測試內(nèi)容:磁場
本試卷分為第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分,共110分。測試時(shí)間90分鐘。
第Ⅰ卷 (選擇題,共60分)
一、選擇題(本題共12小題,每小題5分,共60分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,第2、4、5、7、9、10、11、12小題,只有一個(gè)選項(xiàng)正確;第1、3、6、8小題,有多個(gè)選項(xiàng)正確,全部選對的得5分,選對但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分。)
1. [xx長春質(zhì)檢]某同學(xué)家中電視機(jī)畫面的幅度偏小,維修的技術(shù)人員檢查后認(rèn)為是顯像管出了故障,顯像管如圖(甲)所示,L為偏轉(zhuǎn)線圈,從右向左看截面圖如圖(乙)所示。引起故障的原因可能是( )
A. 加速電場的電壓過大,電子速率偏大
B. 電子槍發(fā)射能力減弱,電子數(shù)減少
C. 偏轉(zhuǎn)線圈的電流過大,偏轉(zhuǎn)磁場增強(qiáng)
D. 偏轉(zhuǎn)線圈匝間短路,線圈匝數(shù)減少
解析:根據(jù)題意,電視機(jī)畫面幅度偏小是因?yàn)殡娮釉诖艌鲋械钠D(zhuǎn)半徑變大,所以可能的原因是電子速率偏大或是磁場減弱,故選項(xiàng)A、D正確。
答案:AD
2. [xx云南昆明質(zhì)檢] 已知長直通電導(dǎo)體棒在其周圍某點(diǎn)產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度與該導(dǎo)體棒中的電流成正比,與該點(diǎn)到導(dǎo)體棒的距離成反比。如圖所示,a、b、c、d四根長直通電導(dǎo)體棒平行放置,它們的橫截面構(gòu)成一個(gè)正方形,O為正方形中心,a、b、d中電流方向垂直紙面向里,c中電流方向垂直紙面向外,電流大小滿足:Ia=Ic=Id
mg時(shí),滑環(huán)先做減速運(yùn)動,當(dāng)減速到qvB=mg后,以速度v=做勻速直線運(yùn)動,故D對。由于摩擦阻力作用,滑環(huán)不可能做加速運(yùn)動,故C錯(cuò),應(yīng)選C。
答案:C
5. 如圖所示,一個(gè)帶負(fù)電的物體由粗糙絕緣的斜面頂端由靜止下滑到底端時(shí)速度為v,若加一個(gè)垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場,則帶電體滑到底端時(shí)速度將( )
A. 大于v B. 小于v
C. 等于v D. 無法確定
解析:由左手定則判斷帶負(fù)電的物體沿斜面下滑時(shí)所受洛倫茲力方向垂直斜面向下,所以使物體與斜面之間的彈力增大,滑動摩擦力增大,從頂端滑到底端的過程中克服摩擦力做的功增多,根據(jù)動能定理可知,滑到底端時(shí)的動能小于無磁場時(shí)滑到底端的動能,故速率變小。
答案:B
6. [xx石家莊質(zhì)檢] 如圖所示,有一垂直于紙面向外的有界勻強(qiáng)磁場,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,其邊界為一邊長為L的正三角形(邊界上有磁場),A、B、C為三角形的三個(gè)頂點(diǎn)。今有一質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子(不計(jì)重力),以速度v=從AB邊上的某點(diǎn)P既垂直于AB邊又垂直于磁場的方向射入磁場,然后從BC邊上某點(diǎn)Q射出。若從P點(diǎn)射入的該粒子能從Q點(diǎn)射出,則 ( )
A. PB≤L B. PB≤L
C. QB≤L D. QB≤L
解析:由Bqv=,可知R=L,則從P點(diǎn)射入的粒子軌跡最長時(shí)為切著AC邊,此時(shí)PB=,而當(dāng)粒子在其中經(jīng)歷圓弧時(shí),從BC邊上射出時(shí),Q′B最大為L,故A、D正確。
答案:AD
7. [xx江西景德鎮(zhèn)]如圖所示是某離子速度選擇器的原理示意圖,在一半徑為R的絕緣圓柱形筒內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,方向平行于軸線。在圓柱形筒上某一直徑兩端開有小孔M、N,現(xiàn)有一束速率不同、比荷均為k的正、負(fù)離子,從M孔以α角入射,一些具有特定速度的離子未與筒壁碰撞而直接從N孔射出(不考慮離子間的作用力和重力)。則從N孔射出的離子( )
A. 是正離子,速率為kBR/cosα
B. 是正離子,速率為kBR/sinα
C. 是負(fù)離子,速率為kBR/sinα
D. 是負(fù)離子,速率為kBR/cosα
解析:根據(jù)左手定則可判斷出,從N孔射出的離子是正離子,從N孔射出的離子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動,其運(yùn)動軌跡所對圓心角等于入射離子的偏向角2α,如圖所示,根據(jù)幾何關(guān)系可得,粒子做圓周運(yùn)動的軌道半徑r=R/sinα,根據(jù)洛倫茲力提供向心力得,Bvq=,解得,v=kBR/sinα,B項(xiàng)正確。
答案:B
8. [xx江西重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考]如圖所示,一個(gè)半徑為R的導(dǎo)電圓環(huán)與一個(gè)軸向?qū)ΨQ的發(fā)散磁場處處正交,環(huán)上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小相等,方向均與環(huán)面軸線方向成θ角(環(huán)面軸線為豎直方向)。若導(dǎo)電圓環(huán)上載有如圖所示的恒定電流I,則下列說法正確的是( )
A. 導(dǎo)電圓環(huán)有收縮的趨勢
B. 導(dǎo)電圓環(huán)所受安培力方向豎直向上
C. 導(dǎo)電圓環(huán)所受安培力的大小為2BIR
D. 導(dǎo)電圓環(huán)所受安培力的大小為2πBIR
解析:若導(dǎo)線圓環(huán)上載有如圖所示的恒定電流I,由左手定則可得導(dǎo)線圓環(huán)上各小段所受安培力斜向內(nèi),導(dǎo)電圓環(huán)有收縮的趨勢,導(dǎo)電圓環(huán)所受安培力方向豎直向上,導(dǎo)電圓環(huán)所受安培力的大小為2πBIRsinθ,選項(xiàng)AB正確。
答案:AB
9. 如圖所示,有a、b、c、d四個(gè)離子,它們帶等量同種電荷,質(zhì)量不等,它們的質(zhì)量關(guān)系有ma=mbmg時(shí),棒沿導(dǎo)軌向下減速;在棒停止運(yùn)動之前,所受摩擦力為滑動摩擦力,大小為Ff=μBLkt;在棒停止運(yùn)動之后,所受摩擦力為靜摩擦力,大小為Ff=mg,故C正確。
答案:C
11. [xx長春模擬]如圖所示為一種獲得高能粒子的裝置,環(huán)形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外、大小可調(diào)節(jié)的均勻磁場,質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子在環(huán)中做半徑為R的圓周運(yùn)動,A、B為兩塊中心開有小孔的極板,原來電勢都為零,每當(dāng)粒子順時(shí)針飛經(jīng)A板時(shí),A板電勢升高為U,B板電勢仍保持為零,粒子在兩板間電場中得到加速,每當(dāng)粒子離開B板時(shí),A板電勢又降為零,粒子在電場中一次次加速下動能不斷增大,而繞行半徑不變,以下說法正確的是( )
A. 粒子從A板小孔處由靜止開始在電場力作用下加速,繞行n圈后回到A板時(shí)獲得的總動能為2nqU
B. 在粒子繞行的整個(gè)過程中,A板電勢可以始終保持為+U
C. 在粒子繞行的整個(gè)過程中,每一圈的周期不變
D. 為使粒子始終保持在半徑為R的圓軌道上運(yùn)動,磁場必須周期性遞增,則粒子繞行第n圈時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為
解析:粒子每繞行一周,電場力做功qU,繞行n圈時(shí),電場力做功即粒子獲得的動能為nqU,A錯(cuò)誤;若A板電勢始終不變,則粒子運(yùn)行一周時(shí)電場力做功為零,粒子得不到加速,B錯(cuò)誤;粒子每次加速后速度增大而運(yùn)行半徑不變,則周期T=應(yīng)減小,C錯(cuò)誤;再由R=,nqU=mv2,得B= = ,故可知B應(yīng)隨加速圈數(shù)的增加而周期性變大,D正確。
答案:D
12. 如圖所示,有一長方體金屬塊放在垂直表面C的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,金屬塊的厚度為d,高為h,當(dāng)有穩(wěn)恒電流I沿平行平面C的方向通過金屬塊時(shí),金屬塊上、下兩面M、N上的電勢分別為jM、jN,則下列說法中正確的是( )
A. 由于磁場力的作用,金屬塊中單位體積內(nèi)參與導(dǎo)電的自由電子數(shù)目為||
B. 由于磁場力的作用,金屬塊中單位體積內(nèi)參與導(dǎo)電的自由電子數(shù)目為||
C. M面比N面電勢高
D. 金屬塊的左面比右面電勢低
解析:由于洛倫茲力作用使電子堆積在金屬塊上表面且形成一附加電場,方向向上。設(shè)兩面M、N上的電勢差為U,則U=|jM-jN|,穩(wěn)定時(shí)電子所受的洛倫茲力與電場力相平衡,則evB=eU/h,根據(jù)金屬導(dǎo)電時(shí)的規(guī)律I=neSv,式中S=dh,聯(lián)立各式可得金屬塊中單位體積內(nèi)參與導(dǎo)電的自由電子數(shù)目n=||,選項(xiàng)A對,B錯(cuò);由左手定則可知,電子積累在上端面,電勢低,故C錯(cuò);由于電源外的電路中電流由高電勢流向低電勢,故D錯(cuò)。
答案:A
第Ⅱ卷 (非選擇題,共50分)
二、計(jì)算題(本題共4小題,共50分)
13. (12分) [xx泉州模擬]如圖所示,兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L=0.40 m,金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角θ=37,在導(dǎo)軌所在平面內(nèi),分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50 T、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場,金屬導(dǎo)軌的一端接有電動勢E=4.5 V、內(nèi)阻r=0.50 Ω的直流電源?,F(xiàn)把一個(gè)質(zhì)量m=0.040 kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上,導(dǎo)體棒恰好靜止,導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好,導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的電阻R0=2.5 Ω。金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì),g取10 m/s2。已知sin37=0.60,cos37=0.80,求:
(1)通過導(dǎo)體棒的電流;
(2)導(dǎo)體棒受到的安培力大??;
(3)導(dǎo)體棒受到的摩擦力。
解析:(1)根據(jù)閉合電路歐姆定律得
I==1.5 A
(2)導(dǎo)體棒受到的安培力
F安=BIL=0.30 N
(3)對導(dǎo)體棒受力分析如圖,將重力正交分解
沿導(dǎo)軌方向F1=mgsin37=0.24 N
F1
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