广东2011高考物理一轮复习 第八章磁场阶段质量检测题 .doc

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1、第八章第八章磁场磁场(时间时间 6060 分钟，满分分钟，满分 100100 分分)一一、单项选择题单项选择题(本题共本题共 4 4 个小题个小题，每小题每小题 4 4 分分，共共 1616 分分.每小题给出的四个选项中每小题给出的四个选项中，只有一只有一个选项符合题目要求个选项符合题目要求)1.1.(2009(2009重庆高考重庆高考)在图在图 1 1 所示的电路中，电池均相同，当开关所示的电路中，电池均相同，当开关 S S 分别置于分别置于a a、b b两处时两处时，导线导线MMMM与与NNNN之间的安培力的大小分别为之间的安培力的大小分别为f fa a、f fb b，可判断这两段导线，可

2、判断这两段导线()图图 1 1A.A.相互吸引，相互吸引，f fa a f fb bB.B.相互排斥，相互排斥，f fa a f fb bC.C.相互吸引，相互吸引，f fa a f fb bD.D.相互排斥，相互排斥，f fa a f fb b解析：无论开关置于解析：无论开关置于a a还是置于还是置于bbbb时电路中电流较大，导线间相互作用力也较大，故时电路中电流较大，导线间相互作用力也较大，故 B B错误、错误、D D 正确正确.答案：答案：D D2.2.物理学家法拉第在研究电磁学时，亲手做过许多实验，如图物理学家法拉第在研究电磁学时，亲手做过许多实验，如图 2 2 所所示的实验就是著名的

3、电磁旋转实验，这种现象是：如果载流导线示的实验就是著名的电磁旋转实验，这种现象是：如果载流导线附近只有磁铁的一个极，磁铁就会围绕导线旋转；反之，载流导附近只有磁铁的一个极，磁铁就会围绕导线旋转；反之，载流导A A是可动磁铁，是可动磁铁，B B是固定导线，是固定导线，C C是可动导线，是可动导线，D D是固定磁是固定磁铁铁.图中黑色部分表示汞图中黑色部分表示汞(磁铁和导线的下半部分都浸没在汞中磁铁和导线的下半部分都浸没在汞中)，下部接在电源上下部接在电源上.请你判断这时自上向下看，请你判断这时自上向下看，A A和和C C转动方向为转动方向为()A.A.顺时针顺时针、顺时针顺时针B.B.顺时针、逆

4、时针顺时针、逆时针C.C.逆时针、顺时针逆时针、顺时针D.D.逆时针、逆时针逆时针、逆时针解析：根据电流的方向判定可以知道解析：根据电流的方向判定可以知道B B中的电流方向是向上的，那么在中的电流方向是向上的，那么在B B导线附近的磁导线附近的磁场方向为逆时针方向，即为场方向为逆时针方向，即为A A磁铁磁铁 N N 极的受力方向；由于极的受力方向；由于D D磁铁产生的磁场呈现出由磁铁产生的磁场呈现出由 N N图图 2极向外发散，极向外发散，C C中的电流方向是向下的，由左手定则可知中的电流方向是向下的，由左手定则可知C C受到的安培力方向为顺时针受到的安培力方向为顺时针.故选项故选项 C C

5、正确正确.答案：答案：C C3.3.如图如图 3 3 所示的虚线框为一长方形区域所示的虚线框为一长方形区域，该区域内有一垂直于纸面向里的匀强磁场该区域内有一垂直于纸面向里的匀强磁场，一束电一束电子以不同的速率从子以不同的速率从O O点垂直于磁场方向、沿图中方向射入磁场后，分别从点垂直于磁场方向、沿图中方向射入磁场后，分别从a a、b b、c c、d d四四点 射 出 磁 场，比 较 它 们 在 磁 场 中 的 运 动 时 间点 射 出 磁 场，比 较 它 们 在 磁 场 中 的 运 动 时 间t ta a、t tb b、t tc c、t td d，其 大 小 关 系 是，其 大 小 关 系 是

6、()A.A.t ta a t tb b t tc c t td dB.B.t ta at tb bt tc ct td dC.C.t ta at tb b t tc c t tc c t td d解析：带电粒子的运动轨迹如图所示，由图可知，从解析：带电粒子的运动轨迹如图所示，由图可知，从a a、b b、c c、d d四点飞出的电子对应的圆心角四点飞出的电子对应的圆心角a ab b c c d d，而带电粒子的周期，而带电粒子的周期T T2 2m mqBqB相同，其在磁场中运动时间相同，其在磁场中运动时间t t2 2T T，故，故t ta at tb b t tc c t td d.D.D 项正

7、项正确确.答案：答案：D D4.4.(2010(2010辽宁五校联考辽宁五校联考)空间存在垂直于纸面方向的均匀磁场，其方向随时间做周期性变空间存在垂直于纸面方向的均匀磁场，其方向随时间做周期性变化，磁感应强度化，磁感应强度B B随时间随时间tBqtBq5 510107 7C C、质量、质量m m5 510101010kgkg 的带电粒子，位于某的带电粒子，位于某点点O O处，在处，在t t0 0 时刻以初速度时刻以初速度v v0 0N N个个(N N为整数为整数)周期的时间内带电粒子的平均速度的大周期的时间内带电粒子的平均速度的大小等于小等于()图图 4 4A.A.m/sm/sB.B.2 2m

8、/sm/sC.2C.2 2 2 m/sm/sD.D.2 2 m/sm/s解析：带电粒子在磁场中的运动半径为解析：带电粒子在磁场中的运动半径为r rmvmv0 0BqBq0.010.01 m m，周期为，周期为T T2 2m mBqBq0.020.02 s s，作出粒子的轨迹示意图如图所示，所以在磁场变化，作出粒子的轨迹示意图如图所示，所以在磁场变化N N个个(N N为为整数整数)周期的时间内，带电粒子的平均速度的大小等于周期的时间内，带电粒子的平均速度的大小等于 2 2 2 2 m/sm/s，即，即 C C 选选项正确项正确.答案：答案：C C二二、双项选择题双项选择题(本题共本题共 5 5

9、小题小题，每小题每小题 6 6 分分，共共 3030 分分.每小题给出的四个选项中每小题给出的四个选项中，有两个选有两个选项符合题目要求，全选对的得项符合题目要求，全选对的得 6 6 分，只选分，只选 1 1 个且正确的得个且正确的得 1 1 分，错选或不选的得分，错选或不选的得 0 0 分分)5.5.如图如图 5 5 所示，通电导线均置于匀强磁场中，其中导线受安培力作用的是所示，通电导线均置于匀强磁场中，其中导线受安培力作用的是()图图 5 5解析：只有当通电导线和磁场平行时，才不受安培力的作用，如解析：只有当通电导线和磁场平行时，才不受安培力的作用，如 A A、C C 图中的导线，图中的导

10、线，而而 D D 中导线均与磁场垂直，中导线均与磁场垂直，B B 中导线与磁场方向夹角为中导线与磁场方向夹角为 6060，因此都受安培力的作用，因此都受安培力的作用，故正确选项为故正确选项为 B B、D.D.答案：答案：BDBD6.6.(2008(2008广东高考广东高考)带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示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其运动轨迹.图图 6 6 所示是在有匀强磁场的云室中观察到的粒子的轨迹，所示是在有匀强磁场的云室中观察到的粒子的轨迹，a a和和b b是轨迹上的两是轨迹上的两 点，匀强磁场点，匀强磁场B B垂直于纸面向里垂直于纸面向里.该粒

11、子在运动时，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点，再经过点，再经过b b点点图图 6 6b b点，再经过点，再经过a a点点解析：从粒子运动的轨迹可以判断，粒子在解析：从粒子运动的轨迹可以判断，粒子在a a点的曲率半径大于在点的曲率半径大于在bRbRmvmvqBqB可知，半径越可知，半径越小速度越小小速度越小，所以粒子在所以粒子在b b点的速度小于在点的速度小于在a a点的速度点的速度，故粒子先经过故粒子先经过a a点点，再经过再经过b b点点，即在运动中，使气体电离、损失动能、速度变小，即在运动中

12、，使气体电离、损失动能、速度变小，A A 正确，正确，B B 错误；根据左手定则可以判错误；根据左手定则可以判断粒子带负电，断粒子带负电，C C 正确，正确，D D 错误错误.答案：答案：ACAC7.7.地球大气层外部有一层复杂的电离层地球大气层外部有一层复杂的电离层，既分布有地磁场既分布有地磁场，也分布有电场也分布有电场.假设某时刻在该假设某时刻在该空间中有一小区域存在如图空间中有一小区域存在如图 7 7 所示的电场和磁场；电场的方向在纸面内斜向左下方，磁所示的电场和磁场；电场的方向在纸面内斜向左下方，磁场的方向垂直于纸面向里场的方向垂直于纸面向里.此时一带电宇宙粒子此时一带电宇宙粒子，恰以

13、速度恰以速度v v垂直于电场和磁场射入该区垂直于电场和磁场射入该区域，不 计 重 力 作 用，则 在 该 区 域 中，有 关 该 带 电 粒 子 的 运 动 情 况 可 能 的 是域，不 计 重 力 作 用，则 在 该 区 域 中，有 关 该 带 电 粒 子 的 运 动 情 况 可 能 的 是()A.A.仍做直线运动仍做直线运动图图 7 7C.C.匀变速直线运动匀变速直线运动解析：假定粒子带正电，则粒子受力如图所示，解析：假定粒子带正电，则粒子受力如图所示，若若EqEqqvBqvB，则，则 A A 项正确，项正确，若若EqEq qvBqvB，则，则 B B 项正确，项正确，因此洛仑兹力与因此洛

14、仑兹力与v v有关，不可能做匀变速直线运动，有关，不可能做匀变速直线运动，C C 错误错误.因粒子做曲线运动时电场力做功会改变粒子速度的大小，故因粒子做曲线运动时电场力做功会改变粒子速度的大小，故 D D 项错误项错误.答案：答案：ABAB8.8.如图如图 8 8 所示，连接平行金属板所示，连接平行金属板P P1 1和和P P2 2(板面垂直于纸面板面垂直于纸面)的导线的导线的一部分的一部分CDCD和另一连接电池的回路的一部分和另一连接电池的回路的一部分GHGH平行，平行，CDCD和和GHGH均在纸平面内，金属板置于磁场中，磁场方向垂直于纸均在纸平面内，金属板置于磁场中，磁场方向垂直于纸面向里

15、，当一束等离子体射入两金属板之间时，面向里，当一束等离子体射入两金属板之间时，CDCD段导线将受到段导线将受到力的作用，下列判断正确的是力的作用，下列判断正确的是()图图 8 8A.A.当等离子体从右侧射入时，当等离子体从右侧射入时，CDCD受力的方向远离受力的方向远离GHGHB.B.当等离子体从右侧射入时，当等离子体从右侧射入时，CDCD受力的方向指向受力的方向指向GHGHC.C.当等离子体从左侧射入时，当等离子体从左侧射入时，CDCD受力的方向远离受力的方向远离GHGHD.D.当等离子体从左侧射入时，当等离子体从左侧射入时，CDCD受力的方向指向受力的方向指向GHGH解析：由电路知识知解析

16、：由电路知识知GHGH中的电流方向向下中的电流方向向下.等离子体从右方射入时，由左手定则可知，等离子体从右方射入时，由左手定则可知，正离子向下偏转，负离子向上偏转，正离子向下偏转，负离子向上偏转，CDCD中的电流方向向上，由异向平行的电流相互排斥中的电流方向向上，由异向平行的电流相互排斥可知，可知，CDCD受力的方向背离受力的方向背离GHGH，A A 对对 B B 错错.同理可知，等离子体从左方射入时，同理可知，等离子体从左方射入时，CDCD受力的受力的方向指向方向指向GHGH，C C 错错 D D 对对.答案：答案：ADAD9.9.(2010(2010广州模拟广州模拟)实验室经常使用的电流表

17、是磁电式仪表实验室经常使用的电流表是磁电式仪表.这种电流表的构造如图这种电流表的构造如图 9 9 甲所甲所示示.蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐向分布的蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐向分布的.当线圈通以如图乙所示的电流，下列当线圈通以如图乙所示的电流，下列说法正确的是说法正确的是()图图 9 9A.A.线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行B.B.线圈转动时，螺旋弹簧被扭动，阻碍线圈转动线圈转动时，螺旋弹簧被扭动，阻碍线圈转动C.C.当线圈转到图乙所示的位置时，当线圈转到图乙所示的位置时，b b端受到的安培力方向向上端受到的安培力方向向上D.D.当线

18、圈转到图乙所示的位置时，安培力的作用使线圈沿逆时针方向转动当线圈转到图乙所示的位置时，安培力的作用使线圈沿逆时针方向转动解析：由于磁场是均匀辐向分布的，因此线圈平面始终与磁感线平行，故解析：由于磁场是均匀辐向分布的，因此线圈平面始终与磁感线平行，故 A A 正确；线圈正确；线圈转动时，会使螺旋弹簧扭动，产生一个阻碍线圈转动的力，故转动时，会使螺旋弹簧扭动，产生一个阻碍线圈转动的力，故 B B 正确；当线圈转到图乙正确；当线圈转到图乙所示位置时所示位置时，a a端所受安培力向上端所受安培力向上，b b端所受安培力向下端所受安培力向下，使线圈沿顺时针方向转动使线圈沿顺时针方向转动，故故选项选项 C

19、 C、D D 均错误均错误.答案：答案：ABAB三三、非选择题非选择题(本题包括本题包括 3 3 小题小题，共共 5454 分分.按题目要求作答按题目要求作答，解答应写出必要的文字说明解答应写出必要的文字说明、方方程式和重要演算步骤程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不能得分只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题有数值计算的题，答案中必须明确写答案中必须明确写出数值和单位出数值和单位)10.10.(16(16 分分)水平面上有电阻不计的水平面上有电阻不计的 U U 形导轨形导轨NMPQNMPQ，它们之间的宽度为，它们之间的宽度为L L，M M和和P P之间接入电动势为之间接入电动势为E E的

20、电源的电源(不计内阻不计内阻).).现垂直于导轨现垂直于导轨搁一根质量为搁一根质量为m m、电阻为、电阻为R R的金属棒的金属棒abab，并加一个范围较大的匀，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为强磁场，磁感应强度大小为B B，方向与水平面夹角为，方向与水平面夹角为且指向右斜上且指向右斜上图图 1010方，如图方，如图 1010 所示所示.问：问：(1)(1)当当abab棒静止时，棒静止时，abab棒受到的支持力和摩擦力各为多少？棒受到的支持力和摩擦力各为多少？(2)(2)若若B B的大小和方向均能改变的大小和方向均能改变，则要使则要使abab棒所受支持力为零棒所受支持力为零，B B的

21、大小至少为多少？此的大小至少为多少？此时时B B的方向如何？的方向如何？解析：解析：(1)(1)F Fx x合合F F摩摩F Fsinsin0 0F Fy y合合F FN NF Fcoscosmgmg0 0F FBILBILB BE ER RL L解解式得式得F FN NmgmgBLEBLEcoscosR R；F F摩摩BLEBLER Rsinsin.(2)(2)要使要使abab棒受的支持力为零，其静摩擦力必然为零，满足上述条件的最小安培力应棒受的支持力为零，其静摩擦力必然为零，满足上述条件的最小安培力应与与abab棒的重力大小相等棒的重力大小相等、方向相反方向相反，所以有所以有F Fmgmg

22、，即即B BminminE ER RL Lmgmg.解得最小磁感应强度解得最小磁感应强度B BminminmgRmgRELEL，由左手定则判断出这种情况，由左手定则判断出这种情况B B的方向应水平向右的方向应水平向右.答案：答案：(1)(1)mgmgBELBELcoscosR RBLEBLER Rsinsin(2)(2)mgRmgRELEL方向水平向右方向水平向右11.11.(18(18 分分)如图如图 1111 所示，在一个圆形区域内，两个方向相反且都垂直所示，在一个圆形区域内，两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径于纸面的匀强磁场分布在以直径A A2 2A A4 4为边界的两个半

23、圆形区域为边界的两个半圆形区域、中，直径中，直径A A2 2A A4 4与与A A1 1A A3 3的夹角为的夹角为 6060.一质量为一质量为m m、带电荷量为、带电荷量为q q的粒子以某一速度从的粒子以某一速度从区的边缘点区的边缘点A A1 1处沿与处沿与A A1 1A A3 3成成 3030角的方向射角的方向射图图 1111入磁场，随后该粒子以垂直于入磁场，随后该粒子以垂直于A A2 2A A4 4的方向经过圆心的方向经过圆心O O进入进入区，最后区，最后从从A A4 4t t，求，求区和区和区中磁感应区中磁感应强度的大小强度的大小B B1 1和和B B2 2(忽略粒子重力忽略粒子重力)

24、.).解析解析：设粒子的速度为设粒子的速度为v v，在在区中运动半径为区中运动半径为R R1 1，周期为周期为T T1 1，运动时间为运动时间为t t1 1；在在区中区中运动半径为运动半径为R R2 2，周期为，周期为T T2 2，运动时间为，运动时间为t t2 2；磁场的半径为；磁场的半径为R R.(1)(1)粒子在粒子在区运动时：轨迹的圆心必在过区运动时：轨迹的圆心必在过A A1 1点垂直速度的直线上，也必在过点垂直速度的直线上，也必在过O O点垂直点垂直(2)(2)速度的直线上速度的直线上，故圆心在故圆心在A A2 2点点，由几何知识和题意可知由几何知识和题意可知，轨道半径轨道半径R R

25、1 1R R，又又R R1 1mvmvqBqB1 1，则：则：R RmvmvqBqB1 1轨迹所对应的圆心角轨迹所对应的圆心角1 1/3/3，则运动时间，则运动时间t t1 1T T1 16 62 2m m6 6qBqB1 1m m3 3qBqB1 1(2)(2)粒子在粒子在区运动时：由题意及几何关系可知区运动时：由题意及几何关系可知R R2 2R R/2/2，又，又R R2 2mvmvqBqB2 2，则则R R2 2mvmvqBqB2 2轨迹对应的圆心角轨迹对应的圆心角2 2，则运动时间，则运动时间t t2 2T T2 22 2m mqBqB2 2又又t t1 1t t2 2t t，将，将代

26、入得：代入得：m m3 3qBqB1 1m mqBqB2 2t t由由式联立解得式联立解得B B2 22 2B B1 1，代入代入式解得：式解得：B B1 15 5m m6 6qtqt，B B2 25 5m m3 3qtqt.答案：答案：5 5m m6 6qtqt5 5m m3 3qtqt12.12.(20(20 分分)(2009)(2009山东高考山东高考)如图如图 1212 甲所示，建立甲所示，建立xOyPxOyP、Q Q垂直于垂直于y y轴且关于轴且关于x x轴对称，轴对称，极板长度和板间距均极板长度和板间距均为为l l.在第一在第一、四象限有磁感应强度四象限有磁感应强度为为B B的匀强

27、磁场的匀强磁场，方向垂直方向垂直于于xOyxOyx x轴向右连续发射质量为轴向右连续发射质量为m m、电荷量为电荷量为q q、速度相同速度相同、重力不计的带电粒子重力不计的带电粒子.在在 0 03 3t t0 0时间时间内两板间加上如图乙所示的电压内两板间加上如图乙所示的电压(不考虑极板边缘的影响不考虑极板边缘的影响).).已知已知t t0 0 时刻进入两板间的时刻进入两板间的带电粒子恰好在带电粒子恰好在t t0 0m m、q q、l l、t t0 0、B B为已知量为已知量.(.(不考虑粒子间相互影响及返回极板间的情不考虑粒子间相互影响及返回极板间的情况况)图图 1212(1)(1)求电压求

28、电压U U0 0的大小的大小.(2)(2)求求1 12 2t t0 0时刻进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径时刻进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径.(3)(3)何时进入两板间的带电粒子在磁场中的运动时间最短？求此最短时间何时进入两板间的带电粒子在磁场中的运动时间最短？求此最短时间.解析解析：(1)(1)t t0 0 时刻进入两板间的带电粒子在电场中做匀变速曲线运动时刻进入两板间的带电粒子在电场中做匀变速曲线运动，t t0 0时刻刚好从极时刻刚好从极板边缘射出，在板边缘射出，在y y轴负方向偏移的距离为轴负方向偏移的距离为1 12 2l l，则有，则有E EU U0 0l l

29、qEqEmama1 12 2l l1 12 2atat2 20 0联立联立式，解得两板间电压为式，解得两板间电压为U U0 0mlml2 2qtqt2 20 0(2)(2)1 12 2t t0 0时刻进入两板间的带电粒子，前时刻进入两板间的带电粒子，前1 12 2t t0 0时间在电场中偏转，后时间在电场中偏转，后1 12 2t t0 0时间两板间没有电时间两板间没有电场，带电粒子做匀速直线运动场，带电粒子做匀速直线运动.带电粒子沿带电粒子沿x x轴方向的分速度大小为轴方向的分速度大小为v v0 0l lt t0 0带电粒子离开电场时沿带电粒子离开电场时沿y y轴负方向的分速度大小为轴负方向的

30、分速度大小为v vy ya a1 12 2t t0 0带电粒子离开电场时的速度大小为带电粒子离开电场时的速度大小为v vv v2 20 0v v2 2y y设带电粒子离开电场进入磁场做匀速圆周运动的半径为设带电粒子离开电场进入磁场做匀速圆周运动的半径为R R，则有，则有qvBqvBm mv v2 2R R联立联立式解得式解得R R5 5mlml2 2qBtqBt0 0(3)2(3)2t t0 0y y轴正方向的分速度为轴正方向的分速度为v vy yatat0 01010设带电粒子离开电场时速度方向与设带电粒子离开电场时速度方向与y y轴正方向的夹角为轴正方向的夹角为，则，则tantanv v0 0v vy y联立联立1010式解得式解得4 4带电粒子在磁场中的运动轨迹如图所示带电粒子在磁场中的运动轨迹如图所示，圆弧所对的圆心角为圆弧所对的圆心角为 2 22 2，所求最短时间为所求最短时间为t tminmin1 14 4T T带电粒子在磁场中运动的周期为带电粒子在磁场中运动的周期为T T2 2m mqBqB联立联立式得式得t tminminm m2 2qBqB.答案：答案：(1)(1)mlml2 2qtqt2 20 0(2)(2)5 5mlml2 2qBtqBt0 0(3)2(3)2t t0 0m m2 2qBqB