2023届高考一轮复习 专题八 磁场 夯基固本时时练(含解析)
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2024届高考一轮总复习章末检测卷:第八章 磁场全真演练物理试题(基础必刷)学校:_______ 班级:__________姓名:_______ 考号:__________(满分:100分时间:75分钟)总分栏题号一二三四五六七总分得分评卷人得分一、单项选择题(本题包含8小题,每小题4分,共32分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)(共8题)第(1)题关于气体压强,下列说法正确的是()A.气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力B.气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位时间内的平均作用力C.气体分子热运动的平均动能减小,气体的压强一定减小D.单位体积的气体分子数增加,气体的压强一定增大第(2)题如图所示,高为的绝缘圆柱体,底面半径为R,abcd为过两底面圆心轴线的截面,在c点有一电荷量为+q的点电荷,在a点有一电荷量为-q的点电荷,平面ef g h垂直平面abcd、静电力常量为k。
下列说法正确的是()A.h点与g点电场强度相同B.d点电势高于b点电势C.正电荷沿eh运动,电场力做正功D.f点的电场强度大小为第(3)题如图甲所示,圆形区域处在平行于纸面的匀强电场中,圆心为O,半径为。
P为圆弧上的一个点,连线逆时针转动,为连线从位置开始旋转的角度,P点电势随变化如图乙所示。
下列说法正确的是()A.匀强电场的场强大小为B.匀强电场的场强方向垂直连线向上C.一电子从A点沿圆弧运动到C点,电势能减小D.一电子从B点沿圆弧逆时针运动到D点,电场力先做负功后做正功第(4)题随着时代的发展,能源危机逐渐形成,现在科学家正在努力寻找新能源,而核能是现今比较普遍利用的新能源之一,核电站利用核能发电是人类利用核能的重要手段。
据你判断,现已建成的核电站的能量来自于( )A.天然放射性元素衰变放出的能量B.人工放射性同位素放出的能量C.重核裂变放出的能量D.化学反应放出的能量第(5)题下列描述正确的是A.开普勒提出所有行星绕太阳运动的轨道是椭圆B.牛顿通过实验测出了万有引力常数C.库伦通过扭秤实验测定了电子的电荷量D.法拉第发现了电流的磁效应第(6)题如图所示,某人通过跨过定滑轮的绳子将小车拉上倾角为的光滑斜面,人拉动绳子的速度v恒定,下列说法正确的是( )A.小车沿斜面上升的过程中,人对绳子拉力恒定B.小车沿斜面上升的过程中,小车的动能先增大后减小C.小车沿斜面上升h高的过程中,绳子拉力对小车做的功大于小车重力势能的增加量D.当绳子与斜面斜边的夹角为时,小车的速度为第(7)题“摩天轮”是游乐场中深受大家喜爱的项目,如图所示,摩天轮在竖直平面内做速率为v的匀速转动,其半径为R,游客站在观光舱中与之保持相对静止,游客位置从A到B到C的过程中( )A.游客受到观光舱的支持力先变小后变大B.游客受到观光舱的摩擦力一直变大C.游客受到观光舱的作用力一直变大D.观光舱对游客的作用力的冲量大小为2mv第(8)题可伸缩式的晾衣杆不用打孔、不用打钉就能固定在墙上,安装简单方便。
开卷速查规范特训课时作业实效精练开卷速查(二十八) 磁场的描述磁场对电流的作用A组基础巩固1.在匀强磁场的同一位置,先后放入长度相等的两根直导线a和b,a、b两导线的方向与磁场方向垂直,但两导线中的电流大小不同,图28-1所示图象中表示导线所受安培力F与通电电流I的关系,a、b各自有一组F、I的数值,在图象中各描一个点,下列图象中正确的是( )A B C D图28-1解析:由于导线与磁场垂直,故F=BIL,而a、b两导线的L相同,B相同,所以F∝I,因此选项D正确.答案:D图28-22.(多选题)如图28-2所示,一根通电直导线垂直放在磁感应强度B=1 T的匀强磁场中,在以导线截面的中心为圆心、r为半径的圆周上有a、b、c、d四个点.已知a点的实际磁感应强度为0,则下列叙述正确的是( )A.直导线中的电流方向垂直纸面向里B.b点的实际磁感应强度为 2 T,方向斜向上,与B的夹角为45°C.c点的实际磁感应强度也为0D.d点的实际磁感应强度与b点相同解析:a点的实际磁感应强度为0,是直线电流在a处的磁感应强度与匀强磁场在该处的磁感应强度的矢量和为0,所以直线电流在a处的B a=1 T,方向向左,由安培定则可得直导线中的电流方向垂直纸面向里,由于圆周上各点到直导线的距离相同,所以直线电流在圆周上各处的磁感应强度大小均为1 T,但方向不同,在b处向上,在c处向右,在d处向下.b、c、d三处的实际磁感应强度分别为 2 T,方向斜向右上方与B成45°夹角;2 T,方向向右; 2 T,方向斜向右下方与B成45°夹角,选项A、B正确.答案:AB图28-33.如图28-3所示,带负电的金属环绕轴OO′以角速度ω匀速旋转,在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是( )A.N极竖直向上B.N极竖直向下C.N极沿轴线向左D.N极沿轴线向右解析:负电荷匀速转动,会产生与旋转方向相反的环形电流,由安培定则知,在磁针处磁场的方向沿OO′轴向左.由于磁针N极指向为磁场方向,所以应选C.答案:C图28-44.当放在同一平面内的长直导线MN和金属框通以如图28-4所示的电流时,MN固定不动,金属框的运动情况是( )A.金属框将靠近MNB.金属框将远离MNC.金属框将以xx′为轴转动D.金属框将以yy′为轴转动解析:上下两个边受到的磁场力的合力为零,左右两条边中,左边受到的力是引力,右边受到的力是斥力,但是越靠近导线,磁感应强度越大,所以左边受到的力大于右边受到的力.答案:A5.如图28-5所示,ab是水平面上一个圆的直径,在过ab的竖直面内有一根通电导线ef,且ef平行于ab,当ef竖直向上平移时,穿过圆面积的磁通量将( )图28-5A.逐渐变大B.逐渐变小C.始终为零D.不为零,但始终保持不变解析:穿过线圈的磁通量是由于通电导线造成的,但是通电导线处于圆的正上方,所以穿过线圈的磁通量总为零,而通电导线竖直方向的移动也不会影响其总磁通量的变化.答案:C图28-66.(多选题)如图28-6所示,台秤上放一光滑平板,其左边固定一挡板,一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来,此时台秤读数为T1.现在磁铁上方中心偏左位置固定一导体棒,当导体棒中通以方向如图所示的电流后,台秤读数为T2,则以下说法正确的是( )A.弹簧长度将变长B.弹簧长度将变短C.T1>T2D.T1<T2解析:根据左手定则可知,通电导线所受安培力斜向右下方,根据牛顿第三定律,磁铁受到斜向左上方的磁场力,所以B、C正确.答案:BCB组能力提升7.(多选题)电磁轨道炮工作原理如图28-7所示.待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动,并与轨道保持良好接触.电流I从一条轨道流入,通过导电弹体后从另一条轨道流回.轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场(可视为匀强磁场),磁感应强度的大小与I成正比.通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出.现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍,理论上可采用的办法是( )图28-7A .只将轨道长度L 变为原来的2倍B .只将电流I 增加至原来的2倍C .只将弹体质量减至原来的一半D .将弹体质量减至原来的一半,轨道长度L 变为原来的2倍,其他量不变解析:本题考查的是安培力和动能定理的知识,意在考查学生应用物理知识解决实际问题的能力.由题意可知磁感应强度B =kI ,安培力F =BId =kI 2d ,由动能定理可得:FL =mv 22,解得v =I 2kdL m,由此式可判断B 、D 选项正确.答案:BD图28-88.(多选题)如图28-8所示,一金属直杆MN 两端接有导线,悬挂于线圈上方,MN 与线圈轴线处于同一竖直平面内,为使MN 垂直于纸面向外运动,可以( )A .将a 、c 端接电源正极,b 、d 端接电源负极B .将b 、d 端接电源正极,a 、c 端接电源负极C .将a 、d 端接电源正极,b 、c 端接电源负极D .将a 端接电源的正极,b 接c ,d 端接电源的负极解析:a 、c 端接电源正极,b 、d 端接电源负极时,电流从M→N,所在处磁场向上,则MN 向外运动,A 选项正确.b 、d 端接正极时,MN 中电流从N→M,磁场方向向下,受力向外,B 选项正确,C 选项错误.a 端接正极,b与c短接,d端接负极时,等同于A选项,所以D选项也正确.答案:ABD图28-99.如图28-9所示,在绝缘的水平面上等间距固定着三根相互平行的通电直导线a、b和c,各导线中的电流大小相同,其中a、c导线中的电流方向垂直纸面向外,b导线中的电流方向垂直纸面向内.每根导线都受到另外两根导线对它的安培力作用,则关于每根导线所受安培力的合力,以下说法中正确的是( ) A.导线a所受合力方向水平向右B.导线c所受合力方向水平向右C.导线c所受合力方向水平向左D.导线b所受合力方向水平向左解析:首先用安培定则判定导线所在处的磁场方向,要注意是合磁场的方向,然后用左手定则判定导线的受力方向,可以确定B是正确的.答案:B10.[2018·河南省中原名校联考]如图28-10所示,PQ和MN为水平平行放置的金属导轨,相距L=1 m.PM 间接有一个电动势为E=6 V、内阻r=1 Ω的电源和一只滑动变阻器.导体棒ab跨放在导轨上,棒的质量为m =0.2 kg,棒的中点用细绳经定滑轮与物体相连,物体的质量M=0.3 kg.棒与导轨的动摩擦因数为μ=0.5.已知最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,导轨与棒的电阻不计,g取10 m/s2.匀强磁场的磁感应强度B=2 T,方向竖直向下,为了使物体保持静止,滑动变阻器连入电路的阻值不可能的是( )图28-10A.2 ΩB.4 ΩC.5 ΩD.6 Ω解析:设滑动变阻器连入电路的阻值为R,导体棒受到的安培力大小为F安=BIL=BL·ER+r,方向水平向左,对导体棒受力分析并根据平衡条件可得Mg-f-F安=0,其中-1 N=-μmg≤f≤μmg=1 N,可得2 N≤F安≤4N,即2 N≤BL·ER+r≤4 N,所以2 Ω≤R≤5 Ω,选项D错误.答案:D11.如图28-11所示是一个可以用来测量磁感应强度的装置:一长方体绝缘容器内部高为L ,厚为d ,左右两管等高处装有两根完全相同的开口向上的管子a 、b ,上、下两侧装有电极C(正极)和D(负极)并经开关S 与电源连接,容器中注满能导电的液体,液体的密度为ρ;将容器置于一匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里,当开关断开时,竖直管子a 、b 中的液面高度相同,开关S 闭合后,a 、b 管中液面将出现高度差.若当开关S 闭合后,a 、b 管中液面将出现高度差为h ,电路中电流表的读数为I ,求磁感应强度B 的大小.图28-11解析:开关S 闭合后,导电液体中有电流由C 流到D ,根据左手定则可知导电液体要受到向右的安培力F 作用,在液体中产生附加压强p ,这样a 、b 管中液面将出现高度差,在液体中产生附加压强p ,p =F S =BLI Ld =BI d=ρgh所以磁感应强度B =ρghd I答案:ρghd I12.如图28-12所示为一电流表的原理示意图.质量为m 的均质细金属棒MN 的中点通过一挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连,绝缘弹簧劲度系数为k.在矩形区域abcd 内有匀强磁场,磁感应强度大小为B ,方向垂直纸面向外.与MN 的右端N 连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数,MN 的长度大于ab .当MN 中没有电流通过且处于平衡状态时,MN 与矩形区域的cd 边重合;当MN 中有电流通过时,指针示数可表示电流强度.(1)当电流表示数为零时,弹簧伸长多少?(重力加速度为g)(2)若要电流表正常工作,MN 的哪一端应与电源正极相接?(3)若k =2.0 N/m ,ab =0.20 m ,cb =0.050 m ,B =0.20 T ,此电流表的量程是多少?(不计通电时电流产生的磁场的作用)(4)若将量程扩大到原来的2倍,磁感应强度应变为多大?解析:(1)设当电流表示数为零时,弹簧的伸长量为Δx ,则有mg =k Δx ①由①式得:Δx =mg k.② (2)为使电流表正常工作,作用于通有电流的金属棒MN 的安培力必须向下,因此M 端应接正极.(3)设电流表满偏时通过MN 间电流强度为I m ,则有BI m ab +mg =k(cb +Δx)③联立②③并代入数据得I m =2.5 A .④(4)设量程扩大后,磁感应强度变为B′,则有2B′I m ab +mg =k(cb +Δx).⑤由①⑤式得:B′=k cb2I m ab ⑥代入数据得:B′=0.10 T.答案:(1)mg k(2)M 端 (3)2.5 A (4)0.10 TC 组 难点突破13.如图28-13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的金属棒MN,棒与导轨间的动摩擦因数为μ,现从t=0时刻起,给棒通以图示方向的电流,且电流与时间成正比,即I=kt,其中k为恒量.若金属棒与导轨始终垂直,则如图28-14所示的表示棒所受的摩擦力随时间变化的四幅图中,正确的是( )图28-14解析:当f=μBIL=μBLkt<mg时,棒沿导轨向下加速;当f=μBLkt>mg时,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=μBLkt;当棒停止运动时,摩擦力立即变为静摩擦力,大小为f=mg,故选项C正确.答案:C。
2024届高考一轮总复习章末检测卷:第八章 磁场高效提分物理试题(基础必刷)学校:_______ 班级:__________姓名:_______ 考号:__________(满分:100分时间:75分钟)总分栏题号一二三四五六七总分得分评卷人得分一、单项选择题(本题包含8小题,每小题4分,共32分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)(共8题)第(1)题用油膜法估测油酸分子直径的实验中,一滴油酸酒精溶液中油酸的体积V,油膜面积为S,油酸的摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为N A,下列说法正确的是( )A.一个油酸分子的质量B.一个油酸分子的体积为C.油酸分子的直径为D.油酸的密度为第(2)题如图所示,A、B两颗卫星绕地球做匀速圆周运动,O为地心,在两卫星运行过程中,A、B连线和O、A连线的夹角最大为,则A、B两卫星( )A.做圆周运动的周期之比为B.做圆周运动的周期之比为C.与地心O连线在相等时间内扫过的面积之比为D.与地心O连线在相等时间内扫过的面积之比为第(3)题如图,理想变压器原、副线圈匝数之比,M、N接在电压有效值不变的交流电源两端。
光照强度由强变弱过程,光敏电阻R的阻值由小变大,灯泡L的阻值不变,则( )A.通过光敏电阻和灯泡的电流之比为1:3B.灯泡的亮度由亮变暗C.原线圈两端的电压始终不变D.光敏电阻两端的电压逐渐变小第(4)题如图所示,质量分别为m A、m B的A、B两小球穿过一轻绳,且,并悬挂于光滑定滑轮两侧。
已知两小球与轻绳间的最大静摩擦力分别为fA、f B,且。
两小球由静止释放运动过程中,加速度为分别为a A、a B,绳中弹力大小为T,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
则( )A.B.C.D.第(5)题汕头市属于台风频发地区,图示为风级(0~12)风速对照表。
假设不同风级的风迎面垂直吹向某一广告牌,且吹到广告牌后速度立刻减小为零,则“12级”风对广告牌的最大作用力约为“4级”风对广告牌最小作用力的( )风级风速(m/s)风级风速(m/s)00~0.2713.9~17.110.3~1.5817.2~20.72 1.6~3.3920.8~24.43 3.3~5.41024.5~28.44 5.5~7.91128.5~32.658.0~10.71232.7~36.9610.8~13.8…….…….A.45倍B.36倍C.27倍D.9倍第(6)题封闭在汽缸内一定质量的理想气体由状态A经B,C,D,再回到状态A,其体积V与热力学温度T的关系如图所示,O,A,D三点在同一直线上,BC垂直于T轴。
32024届高考一轮总复习章末检测卷:第八章 磁场全真演练物理试题(基础必刷)一、单项选择题(本题包含8小题,每小题4分,共32分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)(共8题)第(1)题2020年7月23日,长征五号遥四运载火箭托举着我国首次火星探测任务“天问一号”探测器,在中国文昌航天发射场点火升空,开启了我国探测火星的旅程。
假设火星的密度为ρ,引力常量为G,则“天问一号”环绕火星表面附近沿圆形轨道运行的周期是( )A.B.C.D.第(2)题在“用双缝干涉测光的波长”实验中,下列操作正确的是( )A.光源的线状灯丝应与单缝垂直B.滤光片应加在单缝与双缝之间C.应先测多个亮条纹间距离再求相邻两亮条纹间距离D.发现干涉条纹与分划板竖线不平行应通过拨杆调节第(3)题如图所示,正方形区域匀强磁场的方向垂直纸面向外,一带电微粒从磁场边界A点垂直于磁场方向射入,沿曲线APB运动从B点射出磁场,通过PB段用时为t,若该微粒经过P点时,与一个静止的不带电微粒碰撞并结合为一个新微粒,最终也射出磁场。
微粒重力不计,则新微粒从形成到射出磁场的( )A.轨迹为PC,运动时间小于t B.轨迹为PB,运动时间大于tC.轨迹为PD,运动时间等于t D.轨迹为PD,运动时间大于t第(4)题关于机械运动和参考系,以下说法正确的有( )A.研究和描述一个物体的运动时,必须选定参考系B.由于运动是绝对的,描述运动时,无需选定参考系C.一定要选固定不动的物体为参考系D.研究地面上物体的运动时,必须选地球为参考系第(5)题内陆盐矿中开采的氯化钠称为岩盐。
如图所示,岩盐晶体结构中相邻的四个离子处于正方形的四个顶点,O点为正方形中心,A、B、C、D为四边中点,M点为A、O的中点,N点为O、D的中点,取无穷远处电势为零,关于这四个离子形成的电场,下列说法正确的是( )A.M点的电势高于N点的电势B.A、M两点电场强度相等C.M、N两点电场强度方向互相垂直D.把一个负点电荷从A点沿直线移到C点,电势能先增大后减小第(6)题放射性同位素衰变的快慢有一定的规律。
磁场夯基提能卷⑧立足于练题型悟技法——保底分(本试卷满分95分)一、选择题(本题包括8小题,每小题6分,共48分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项是正确的,有的小题有多个选项是正确的.全部选对的得6分,选不全的得3分,有选错或不答的得0分)1.[2019·上海虹口区模拟]在匀强磁场中,A、B两点分别引入长度相等的长直导线,导线与磁场方向垂直.如图所示,图中a、b两条图线分别表示在磁场中A、B两点导线所受磁场力F和通过导线的电流I的关系.关于A、B两点的磁感应强度大小B A、B B,下列说法正确的是( )A.B A=B B B.B A>B BC.B A<B B D.无法比较答案:B解析:根据公式F=BIL,F-I图象的斜率为BL,由于长度L一定,故斜率越大,表示磁感应强度B越大,故A点的磁感应强度大于B点的磁感应强度,即B A>B B,故B正确.2.[2019·广东广州调研](多选)三条在同一平面(纸面)内的长直绝缘导线组成一等边三角形,在导线中通过的电流均为I,方向如图所示.a、b和c三点分别位于三角形的三个顶角的平分线上,且到相应顶点的距离相等.将a、b和c处的磁感应强度大小分别记为B1、B2和B3,下列说法正确的是( )A.B1=B2<B3B.B1=B2=B3C.a和b处磁场方向垂直于纸面向外,c处磁场方向垂直于纸面向里D.a处磁场方向垂直于纸面向外,b和c处磁场方向垂直于纸面向里答案:AC的中轴线与地磁场方向垂直处产生的磁场的磁感应强度大小为B 02处合磁场的磁感应强度大小为2B 0,此时小磁针N 极指向即为地磁场的方向,即对小磁针的N 极的斥力和对小磁针sin θ=,θ=45°22abcde位于磁感应强度大小为垂直.线段ab、bc、cd和de的长度均为,流经导线的电流为I,方向如图中箭头所示.导线段如图所示,MN为两个方向相同且垂直于纸面的匀强磁场的分界面,两磁场的磁感应强度大小关系为B1=2B2.一比荷值为根据带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,,由此可知带电粒子在磁感应强度为B如图所示,水平虚线MN上方有一匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里.大量带正电的相同粒子,以相同的速率沿位于纸面内从水平向右到竖直向O射入磁场区域,做半径为)射入磁场区域,做半径为R的圆周运动,因为粒子带正电,根据左手定则可知粒子将向左偏转,故C错误;因为粒子以相同的速率沿位于纸面内从水平向右到范围内的各个方向发射,由O点水平向右射入的粒子的轨迹恰好应为最右端边界;在竖直方向上最远点距MN为2R,由O点竖直向上射入的粒子,打在最左端,两轨迹围成部分因为没有粒子射入,所以中间会出现一块空白区域,故B正确,本题包括4小题,共47分)10 cm、质量为m=50 g的金属棒,用两根长度也为mg、导线拉力FBIl2sinθ(2分)可绕过圆心O的光滑水平轴运动,沿金属轮半径方向接、电阻为r,A轮的边缘与金属棒的端点的电阻相连.一轻细绳的一端固定在A轮的边缘上的某点,绳在的重物P,A轮处在垂直纸面向里的磁感应强度为与电刷之间的摩擦及A轮的电阻.求:如图所示,在空间中存在垂直纸面向里的磁感应强度为B点处有一质量为m、带电荷量为-的方向射入磁场,粒子重力不计.边界飞出的最大速度;边界飞出磁场,穿过小孔进入如图所示的匀强电场中减速至零且不碰到负极板,求极板间电压及整个过程中粒子在磁场中运动的时间;3中的倍,并可以从Q点沿纸面各个方向射入磁场,求粒,最大速度为v max分)Bqd(1分)如图所示,两平行金属板A、B间的电势差为U=5×10个方向不同但宽度相同的有界磁场Ⅰ、Ⅱ,它们的宽度为d1=d,方向如图中所示.现有一质量、重力忽略不计的粒子从A板的O点处由静止释放,经过加速后恰好从设粒子在Ⅱ区做圆周运动的轨道半径为R ,则qvB 2=(1分)mv 2R 6.25 m(1分)如图甲所示,由几何关系可知△MO 2P 为等边三角形,所以粒子离开Ⅱ区域时速度与边=60°(1分)要使粒子不能从Ⅱ区飞出磁场,粒子运动的轨道与磁场边界相切时,由图乙可知Ⅱ.磁感应强度垂直纸面向外离开导轨后电容器上剩余的电荷量为0.5 C如图所示,半径为R的半圆形区域内有垂直于纸面向外的匀强且不计重力的粒子,以速度点垂直磁场射入,最后粒子垂直于)如图所示,在空间有一坐标系,第一象限内有两个方向都垂直纸面向外的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ,直线质子在两个磁场中由洛伦兹力提供向心力,均做匀速圆周运动,其轨迹如图所示.根据圆的对称性及题设可知,质子到达OP上的A点时速度方向水平向右,与质子在匀强磁场区域Ⅰ中轨迹对应的圆心角为60°,所以质子在匀强磁场区域Ⅰ中运动的.如图所示,某空间同时存在正交的匀强电场和匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,m,电荷量大小为点.下列说法中正确的是恰好沿直线运动,则微粒一定做匀速直线运动,作出微粒在电磁场中受力分析图如图所示,由图可知微粒一定带正电,故θ,解得E=mg sinq1932年发明的回旋加速器,应用带电粒子在磁场中做圆周运动的特点,能使粒子在较小的空间范围内经过电场的多次加速获得较大的能量,使人类在获得较高能量的带电粒子领域前进了一大步.如图所示为一种改进后的回旋加速器示意图,其中盒缝间的加速电场场强恒定,且被限制在A、C两板之间.带电粒子从之间的距离为d ,a 图中未画出),磁感应强度为、电荷量为q 的带正电的小物块从半径为由静止开始下滑,已知半圆槽右半部分光滑,左半部分粗糙,整个装置处于正交E 的大小为,方向水平向右,磁感应强度大小为mg2q处的离子,经电压为U的加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分进入矩形区域的有界匀强电场,电场方向水平向左.静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场,已知圆弧所在处场强为E0,方向如图所示;离子质量为,离子重力不计.的大小;DQ边出去也没有从CN 上,必须满足:电子在电场中做类平抛运动,射出电场时,速度分解图如图如图所示,xOy坐标系中,在左侧和右侧存在磁感应强度大小分别为B与B 2与原点O的距离为l.带电荷量为处沿x轴正方向射出,经过时间左侧和右侧的磁场中做匀速圆周运动,分别有,可得半径r 1=,mv 0qB 2T 1.mx 轴正方向射出的相同的粒子,必然是从点,粒子运动一个周期,运动情况如图乙所示,设图中∠=2r 1′+2(r 2′-r 1′)sin 1,2,3,…)如图所示,△AQC是边长为下方存在水平向左的匀强电场.区域Ⅰ(梯形,区域Ⅱ(△APD)内有垂直纸面向里的匀强磁场,区域有垂直纸面向外的匀强磁场,区域Ⅱ、Ⅲ内磁场的磁感应强点正下方、距离Q点为。
咐呼州鸣咏市呢岸学校【对话】高三物理一轮“双基稳固卷〞第8单元(考查范围:第八单元分值:110分)一、选择题(每题7分,共49分)1.磁场中某区域的磁感线如图D8-1所示,那么( )图D8-1A.a、b两处的磁感强度的大小不,B a>B bB.a、b两处的磁感强度的大小不,B a<B bC.同一通电导线放在a处受力可能比放在b处受力大D.同一通电导线放在a处受力一比放在b处受力小2.质量为m、长为L的直导体棒放置于四分之一光滑圆弧轨道上,整个装置处于竖直向上磁感强度为B 的匀强磁场中,直导体棒中通有恒电流,平衡时导体棒与圆弧圆心的连线与竖直方向成60°角,其截面图如图D8-2所示.那么以下关于导体棒中的电流的分析正确的选项是( )A.导体棒中电流垂直纸面向外,大小为3mg BLB.导体棒中电流垂直纸面向外,大小为3mg 3BLC.导体棒中电流垂直纸面向里,大小为3mg BLD.导体棒中电流垂直纸面向里,大小为3mg3BLD8-2D8-33.如图D8-3所示,水平导线中通有稳恒电流,导线正下方的电子e的初速度方向与电流方向相同,其后电子将( )A.沿路径a运动,轨迹是圆B.沿路径a运动,半径变小C.沿路径a运动,半径变大D.沿路径b运动,半径变小图D8-44.如图D8-4所示圆形区域内有垂直于纸面方向的匀强磁场,一束质量和电荷量都相同的带电粒子以不同的速率沿着相同的方向对准圆心O射入匀强磁场,又都从该磁场中射出,这些粒子在磁场中的运动时间有的较长,有的较短.假设带电粒子在磁场中只受磁场力的作用,那么在磁场中运动时间越长的带电粒子( ) A.速率一越小B.速率一越大C.在磁场中通过的路程越长D.在磁场中的周期一越大5.粒子盘旋加速器的工作原理如图D8-5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,假设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,那么以下说法正确是( )图D8-5A.不改变磁感强度B和交流电的频率f,该加速器也可加速α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2πRfD.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2∶16.如图D8-6所示,两块平行、正对的金属板水平放置,使上面金属板带上一量正电荷,下面金属板带上量的负电荷,再在它们之间加上垂直纸面向里的匀强磁场,一个带电粒子以初速度v0沿垂直于电场和磁场的方向从两金属板左端射入后向上偏转.假设带电粒子所受重力可忽略不计,仍按上述方式将带电粒子射入两板间,为使其向下偏转,以下措施中一不可行的是( )A.仅增大带电粒子射入时的速度B.仅增大两金属板所带的电荷量C .仅减小粒子所带电荷量D .仅改变粒子的电性错误! 错误!图D8-6 图D8-77.如图D8-7所示,铜质导电板置于匀强磁场中,通电时铜板中电流方向向上.由于磁场的作用,那么( )A .板左侧聚集较多电子,使b 点电势高于a 点电势B .板左侧聚集较多电子,使a 点电势高于b 点电势C .板右侧聚集较多电子,使a 点电势高于b 点电势D .板右侧聚集较多电子,使b 点电势高于a 点电势二、计算题(61分)8.(18分)图D8-8为臂电流天平,可以用来测量匀强磁场的磁感强度.它的右臂挂着匝数为n 的矩形线圈,线圈的水平边长为l ,处于匀强磁场内,磁感强度的大小为B 、方向与线圈平面垂直.当线圈中通过电流I 时,调节砝码使两臂到达平衡.然后使电流反向、大小不变,这时需要在左盘中增加质量为m 的砝码,才能使两臂再次到达的平衡.(取重力加速度g =10 m/s 2) (1)导出用量和可测量量n 、m 、l 、I 表达B 的计算式.(2)当l =10.0 cm 、I =0.10 A 、m = g 、n =9时,磁感强度B 是多大?图D8-89.(20分)如图D8-9所示,四个竖直的面间的距离分别为L 、L 和d ,在面M 1N 1—M 3N 3之间存在水平向里的匀强磁场,在面M 2N 2—M 4N 4之间存在水平向左的匀强电场,一倾角为30°的光滑斜面,其上、下端P 1和P 2正好在面上.一质量为m ,带电荷量为q 的小球在P 1点由静止开始沿斜面下滑(电荷量不变),重力加速度为g .(1)求小球运动到斜面底端P 2时的速度v 大小;(2)小球离开斜面底端P 2后,做直线运动到面M 3N 3上的P 3点,求空间电场强度E 和磁感强度B 的大小;(3)d 足够大,小球离开P 3点后将从P 4点再次经过M 3N 3面,求P 3和P 4两点间的距离h .图D8-910.(23分)如图D8-10所示装置中,区域Ⅰ和Ⅲ中分别有竖直向上和水平向右的匀强电场,电场强度分别为E 和E 2;Ⅱ区域内有垂直纸面向外的水平匀强磁场,磁感强度为B .一质量为m 、带电量为q 的带负电粒子(不计重力)从左边界O点正上方的M点以速度v0水平射入电场,经水平线OP上的A点与OP成60°角射入Ⅱ区域的磁场,并垂直竖直边界CD进入Ⅲ区域的匀强电场中.求:(1)粒子在Ⅱ区域匀强磁场中运动的轨道半径;(2)O、M间的距离;(3)粒子从M点出发到第二次通过CD边界所经历的时间.图D8-101.BC [解析] 在磁场中,磁感线疏密表示磁场的强弱,故B a <B b ,选项A 错误,选项B 正确;同一通电导线如果都垂直放入磁场中,那么在a 处受力一比b 处受力小,但如果通电导线与磁场平行放置,受力均为零,选项D 错误;假设同一通电导线在a 处垂直磁场放置,在b 处平行磁场放置,那么在a 处受力大于b 处受力,选项C 正确.2.C [解析] 由平衡条件分析,安培力水平向右,由左手那么,导体棒中电流垂直纸面向里,且tan60°=BIL mg ,电流大小I =3mg BL,C 正确. 3.C4.A [解析] 由T =2πm qB 可知所有的粒子周期相同.由r =mv qB∝v 可知速率越大,半径越大,偏转角θ越小,t =θ2πT ∝θ,因此在磁场中运动时间越长的带电粒子速率一越小,A 正确.5.CD [解析] 质子被加速获得的最大速度受到D 形盒最大半径限制,最大速度v m =2πRf ,C 正确;粒子旋转频率为f =Bq 2πm ,与被加速粒子的比荷有关,A 错误;粒子被加速的最大动能E km =12mv 2m =2m π2R 2f 2,与电压U 无关,B 错误;运动半径R n =mv n Bq ,由nUq =12mv 2n ,故半径之比为2∶1,D 正确. 6.C7.A [解析] 电子向下向移动形成电流,电子受到向左的洛伦兹力而向左偏,大量的电子聚集在左侧,形成的电场,且b 点电势高于a 点电势,A 正确.8.(1)B =mg 2nIl(2)0.4 T [解析] (1)设电流方向未改变时,臂天平的左盘内砝码的质量为m 1,右盘内砝码的质量为m 2,线框质量为m 0,由平衡条件有m 1g =m 2g +m 0g -nBIl电流方向改变之后有(m 1+m )g =m 2g +m 0g +nBIl联立两式可得:B =mg 2nIl. (2)将l =10 cm ,I =0.1 A ,m = g ,n =9代入上式得B =0.4 T.9.(1) 2 3gL 3 (2)m q 2g 3L (3)4 3 L[解析] (1)由动能理有mgL tan30°=12mv 2 解得v = 2 3gL 3. (2)小球从P 2到P 3点做直线运动,只能是做匀速直线运动,所受合力为零,由平衡条件有 qE =Bqv sin30°mg =Bqv cos30°解得:E =3mg 3q ,B =m q 2g 3L .(3)从P 3到P 4点做类平抛运动,在P 3点速度为v ,沿P 2P 3方向做匀速运动,与此方向垂直的方向为匀加速运动,那么mg cos30°=ma 解得a =2g3 根据平抛规律有h sin30°=vth cos30°=12at 2解得h =6v 2g=4 3L . 10.(1)2mv 0qB (2)3mv 202qE (3)〔8+3〕mv 0qE +πm 3qB[解析] (1)粒子在匀强电场中做类平抛运动,设粒子过A 点时速度为v ,由类平抛运动规律有 v =v 0cos60°粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,由牛顿第二律得Bqv =m v 2R解得R =2mv 0qB. (2)设粒子在电场中运动时间为t 1,加速度为a ,那么有 qE =mav 0tan60°=at 1解得t 1=3mv 0qE .O 、M 两点间的距离为L =12at 21=3mv 202qE. (3)设粒子在Ⅱ区域磁场中运动时间为t 2.由几何关系知t 2=T 16=πm 3qB设粒子在Ⅲ区域电场中运行时间为t 3,在Ⅲ区域电场中加速度a ′=q E2m =qE 2m那么t 3=2v a ′=8mv 0qE粒子从M 点出发到第二次通过CD 边界所用时间为 t =t 1+t 2+t 3=3mv 0qE +πm 3qB +8mv 0qE =〔8+3〕mv 0qE +πm 3qB .。
云南省普洱市景东一中2023届高三第八次复习质量检测理科综合物理高频考点试题(基础必刷)一、单项选择题(本题包含8小题,每小题4分,共32分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)(共8题)第(1)题一匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外,其边界如图中虚线所示,,,一束粒子,在纸面内从a点垂直于ab射入磁场,这些粒子具有各种速率。
不计粒子之间的相互作用。
已知粒子的质量为3m,电荷量为2q。
在磁场中运动时间最长的粒子,其运动速率为( )A.B.C.D.第(2)题氢原子能级图如图所示,大量处于n=4能级上的氢原子向低能级跃迁时会发出不同频率的光。
下列说法正确的是( )A.这些光中波长最长的光对应的光子能量为10.2eVB.这些光中频率最高的光对应的光子能量为12.75eVC.用这些光照射逸出功为3.20eV的钙金属表面,能照射出光电子的光最多有4种D.用这些光照射逸出功为3.20eV的钙金属表面,出射光电子初动能的最大值为8.19eV第(3)题太赫兹波是频率介于微波与红外线之间的电磁波,其( )A.光子的能量比红外线更多B.比红外线更加容易发生衍射现象C.由真空进入玻璃介质时波长不变D.与微波在真空中的传播速度不同第(4)题图示为某电容传声器结构示意图,当人对着传声器讲话,膜片会振动。
若某次膜片振动时,膜片与极板距离减小,则在此过程中( )A.膜片与极板间的电容减小B.极板所带电荷量减小C.膜片与极板间的电场强度增大D.电阻R中有向上的电流第(5)题静电除尘机原理如图所示,废气先经过一个机械过滤装置再进入静电除尘区,带负电的尘埃在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积,以达到除尘目的。
图中虚线为电场线(方向未标出)。
实曲线是某尘埃颗粒的运动轨迹,A、B是尘埃颗粒运动轨迹与电场线的两个交点,不考虑尘埃颗粒在迁移过程中的相互作用和电量变化,不计尘埃颗粒的重力,则下列说法中正确的是( )A.A点电势高于B点电势B.该尘埃颗粒在迁移过程中做匀变速运动C.该尘埃颗粒在迁移过程中电势能先增大后减小D.该尘埃颗粒在A点的加速度小于在B点的加速度第(6)题2022年9月1日,神舟十四号航天员乘组在问天实验舱圆满完成首次出舱任务,问天实验舱对接天和核心舱的过程可简化为如图情景:问天实验舱经椭圆轨道I,在A点与圆形轨道II上的天和核心舱对接,轨道II离地高度约为,下列说法正确的是( )A.问天实验舱与天和核心舱对接时,若以地面为参考系,则问天实验舱静止不动B.问天实验舱在轨道I上机械能小于其在轨道II上的机械能C.问天实验舱在轨道II上运行速率在到之间D.问天实验舱在轨道II上的向心加速度小于地球赤道上物体随地球自转的向心加速度第(7)题如图甲所示是一种常见的持球动作,用手臂挤压篮球,将篮球压在身侧。
云南省普洱市景东一中2023届高三第八次复习质量检测理科综合全真演练物理试题(基础必刷)一、单项选择题(本题包含8小题,每小题4分,共32分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)(共8题)第(1)题一波源(视为质点)位于O点,波源沿y轴做不连续的简谐振动,相邻两次起振间隔的时间相同,每次的起振方向和振动的时间相同,形成沿x轴正方向传播的机械波,某时刻刚好传到P点。
平衡位置在处的质点已经振动了0.4s,O、P点间各质点形成的波形图如图所示,此时由波形可知( )A.波源的起振方向沿y轴负方向B.波在介质中传播的速度为2.0m/sC.波源相邻两次起振间隔的时间为1.0s D.此时质点P的速度最小第(2)题在中国海军护航编队“巢湖”舰、“千岛湖”舰护送下,“河北锦绣”“银河”等13艘货轮历时36小时顺利抵达亚丁湾西部预定海域。
此次护航总航程4500海里(1海里=1852米)。
假设所有船只运动速度都相同,则下列说法正确的是( )A.研究舰队的行驶路程时不可将“千岛湖”舰看作质点B.以“千岛湖”舰为参考系,“巢湖”舰一定是静止的C.根据本题给出的条件可以求出此次航行过程中的位移D.根据本题给出的条件可以求出此次航行过程中的平均速度第(3)题有人设想:可以在飞船从运行轨道进入返回地球程序时,借飞船需要减速的机会,发射一个小型太空探测器,从而达到节能的目的。
如图所示,飞船在圆轨道Ⅰ上绕地球飞行,其轨道半径为地球半径的k倍。
当飞船通过轨道Ⅰ的A点时,飞船上的发射装置短暂工作,将探测器沿飞船原运动方向射出,并使探测器恰能完全脱离地球的引力范围,即到达距地球无限远时的速度恰好为零,而飞船在发射探测器后沿椭圆轨道Ⅱ向前运动,其近地点B到地心的距离近似为地球半径R。
已知取无穷远处引力势能为零,物体距星球球心距离为r时的引力势能。
在飞船沿轨道Ⅰ和轨道Ⅱ以及探测器被射出后的运动过程中,其动能和引力势能之和均保持不变。
计时双基练磁场及其对电流的作用A级双基达标1.练图8-1-1磁场中某区域的磁感线,如练图8-1-1所示,则()A.a、b两处的磁感应强度的大小不等,B a>B bB.a、b两处的磁感应强度的大小不等,B a<B bC.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大D.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小解析在磁场中,磁感线疏密表示磁场的强弱,故B a<B b,选项B正确,A错误;同一通电导线如果都垂直放入磁场中,则在a处受力一定比b处受力小,但如果导线与磁场平行放置,受力均为0,故C、D项均错误.答案 B2.一根容易形变的弹性导线,两端固定.导线中通有电流,方向如图中箭头所示.当没有磁场时,在如练图8-1-2所示电路中,电池均相同,当电键S分别置于a、b两处时,导线MM′与NN′之间的安培力的大小分别为F a、F b,则这两段导线()练图8-1-2A.相互吸引,F a>F b B.相互排斥,F a>F bC.相互吸引,F a<F b D.相互排斥,F a<F b解析电键S分别置于a、b两处时,电源分别为一节干电池和两节干电池,而电路中灯泡电阻不变,则电路中电流I a<I b,MM′在NN′处的磁感应强度B a<B b,应用安培力公式F=BIL可知F a <F b,又MM′与NN′电流方向相反,则相互排斥.答案 D3.练图8-1-3如练图8-1-3所示,用绝缘丝线悬挂着的环形导体,位于与其所在平面垂直且向右的匀强磁场中,若环形导体通有如图所示方向的电流I,试判断环形导体的运动情况()A.环形导体向右倾斜B.环形导体仍静止不动C.环形导体向左倾斜D.条件不够,无法判断解析环形导体各部分受到的安培力的方向在环形导体的平面内向外,故合力为零.答案 B4.为了解释地球的磁性,19世纪安培假设:地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的.在下列四个图中,正确表示安培假设中环形电流方向的是()解析地磁场的N极在地球南极附近,地磁场的S极在地球北极附近,根据安培定则,可判定电流方向为顺时针方向(站在地球的北极向下看),选项B正确,选项A、C、D错误.答案 B5.练图8-1-4(多选题)通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内,电流方向如练图8-1-4所示,ab边与MN平行.关于MN 的磁场对线框的作用,下列叙述正确的是()A.线框有两条边所受的安培力方向相同B.线框有两条边所受的安培力大小相同C.线框所受安培力的合力向左D.线框所受安培力的合力向右解析由图示的电流方向可知,通电线框abcd处的磁场方向是垂直于纸面向里的.由左手定则可知导线框abcd的四条边所受的磁场力方向分别垂直于各边向外,即四条边所受的安培力方向都不同:F ab向左,F bc向上,F cd向右,F da向下.bc边与ad边到通电直导线MN的距离相等,由对称性知,F bc与F ad大小相等;由于ab边比cd 边距MN近,所以F ab>F cd,故线框所受安培力的合力向左.故B、C项正确.答案BC6.欧姆在探索通过导体的电流和电压、电阻关系时,因无电源和电流表,他利用金属在冷水和热水中产生电动势代替电源,用小磁针的偏转检测电流,具体做法是在地磁场作用下在水平静止的小磁针上方,平行于小磁针水平放置一直导线,当该导线中通有电流时,小磁针会发生偏转;当通过该导线电流为I时,小磁针偏转了30°,问当他发现小磁针偏转了60°,通过该直导线的电流为(直导线在某点产生的磁场与通过直导线的电流成正比)()A.2I B.3IC.3I D.无法确定解析小磁针N极指向合磁场的方向,则直线电流的磁场B1与地磁场的水平分量B e之间的关系为B1=B e tan30°,B1′=B e tan60°,利用上两式得:B1′=3B1,而直线电流的磁场与其电流成正比,故B项正确.答案 B7.练图8-1-5(多选题)如练图8-1-5所示,在竖直向上的匀强磁场中,水平放置着一根长直导线,电流方向垂直纸面向外,a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点,在这四点中()A.a、b两点磁感应强度相同B.c、d两点磁感应强度大小相等C.a点磁感应强度最大D.b点磁感应强度最大解析磁感应强度是矢量,根据安培定则可确定直导线产生的磁场在a、b、c、d四点磁感应强度的方向.根据矢量合成法则,可得A、C项错误,B、D项正确.答案BD8.如练图8-1-6所示,在倾角为θ=30°的斜面上,固定一宽L=0.25 m的平行金属导轨,在导轨上端接入电源和滑动变阻器R.电源电动势E=12 V,内阻r=1 Ω,一质量m=20 g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好.整个装置处于磁感应强度B=0.80 T、垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计).金属导轨是光滑的,取g=10 m/s2,要保持金属棒在导轨上静止,求:练图8-1-6(1)金属棒所受到的安培力大小;(2)通过金属棒的电流;(3)滑动变阻器R接入电路中的阻值.解析(1)F安=mg sin30°,得F安=0.1 N.练答图8-1-1(2)金属棒静止在金属轨道上受力平衡,如练答图8-1-1所示.解得I=F安BL=0.5 A.(3)设滑动变阻器接入电路的阻值为R0,根据闭合电路欧姆定律得:E=I(R0+r),解得R0=EI-r=23 Ω.答案(1)0.1 N(2)0.5 A(3)23 ΩB级能力提升1.练图8-1-7如练图8-1-7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的金属棒MN,棒与导轨间的动摩擦因数为μ,现从t=0时刻起,给棒通以图示方向的电流,且电流与时间成正比,即I=kt,其中k为恒量.若金属棒与导轨始终垂直,则如图所示的表示棒所受的摩擦力随时间变化的四幅图中,正确的是()解析当f=μBIL=μBLk t<mg时,棒沿导轨向下加速;当f=μBLkt>mg时,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=μBLkt;当棒停止运动时,摩擦力立即变为静摩擦力,大小为f=mg,故选项C正确.答案 C2.练图8-1-8如练图8-1-8所示,三根通电长直导线P、Q、R互相平行,垂直纸面放置,其间距均为a,电流均为I,方向垂直纸面向里(已知电流为I的长直导线产生的磁场中,距导线r处的磁感应强度B=kI/r,其中k为常数).原点O处的磁感应强度为()A.大小为23kI3a,方向沿x轴负方向B.大小为3kI3a,方向沿x轴正方向C.大小为23kI3a,方向沿y轴正方向D.大小为3kI3a,方向沿y轴负方向解析由右手螺旋定则,三根导线在O点的合磁感应强度为B=kI32a,方向向左,即沿x轴负方向,A项正确.答案 A3.如练图8-1-9所示,PQ和MN为水平平行放置的金属导轨,相距L=1 m.PM间接有一个电动势为E=6 V、内阻r=1 Ω的电源和一只滑动变阻器.导体棒ab跨放在导轨上,棒的质量为m=0.2 kg,棒的中点用细绳经定滑轮与物体相连,物体的质量M=0.3 kg.棒与导轨的动摩擦因数为μ=0.5.已知最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,导轨与棒的电阻不计,g取10 m/s2.匀强磁场的磁感应强度B=2 T,方向竖直向下,为了使物体保持静止,滑动变阻器连入电路的阻值不可能的是()练图8-1-9A.2 ΩB.4 ΩC.5 Ω D.6 Ω解析设滑动变阻器连入电路的阻值为R,导体棒受到的安培力大小为F安=BIL=BL·ER+r,方向水平向左,对导体棒受力分析并根据平衡条件可得Mg-f-F安=0,其中-1 N=-μmg≤f≤μmg=1 N,可得2 N≤F安≤4 N,即2 N≤BL·ER+r≤4 N,所以2 Ω≤R≤5 Ω,选项D错误.答案 D4.练图8-1-10如练图8-1-10所示,在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4 m,质量为6×10-2 kg的通电直导线,电流I=1 A,方向垂直于纸面向外,导线用平行于斜面的轻绳拴住不动,整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4 T,方向竖直向上的磁场中.设t=0时,B=0,则需要多长时间,斜面对导线的支持力为零?(g取10 m/s2) 解析斜面对导线的支持力为零时导线的受力如练答图8-1-2所示.练答图8-1-2 由平衡条件T cos37°=F①T sin37°=mg②两式联立解得:F=mg tan37°代入数值得:F=0.8 N,由F=BIL得B=FIL=0.81×0.4T=2 T.B与t的变化关系为B=0.4t.所以t=5 s.答案 5 s5.如练图8-1-11所示为一电流表的原理示意图.质量为m的均质细金属棒MN的中点外通过一挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连,绝缘弹簧劲度系数为k.在矩形区域abcd内有匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外.与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数,MN的长度大于ab.当MN中没有电流通过且处于平衡状态时,MN与矩形区域的cd边重合;当MN中有电流通过时,指针示数可表示电流强度.练图8-1-11(1)当电流表示数为零时,弹簧伸长多少?(重力加速度为g )(2)若要电流表正常工作,MN 的哪一端应与电源正极相接? (3)若k =2.0 N/m ,ab =0.20 m ,cb =0.050 m ,B =0.20 T ,此电流表的量程是多少?(不计通电时电流产生的磁场的作用)(4)若将量程扩大到原来的2倍,磁感应强度应变为多大?解析 (1)设当电流表示数为零时,弹簧的伸长量为Δx ,则有mg =k Δx ①由①式得:Δx =mg k .②(2)为使电流表正常工作,作用于通有电流的金属棒MN 的安培力必须向下,因此M 端应接正极.(3)设电流表满偏时通过MN 间电流强度为I m ,则有BI m ab +mg =k (cb +Δx )③联立②③并代入数据得I m =2.5 A .④(4)设量程扩大后,磁感应强度变为B ′,则有2B ′I m ab +mg =k (cb +Δx ).⑤由①⑤式得:B ′=k cb2I m ab ⑥代入数据得:B ′=0.10 T.答案 (1)mg k (2)M 端 (3)2.5 A(4)0.10 T计时双基练 磁场对运动电荷的作用A 级 双基达标1.空间有一圆柱形匀强磁场区域,该区域的横截面的半径为R ,磁场方向垂直于横截面.一质量为m 、电荷量为q (q >0)的粒子以速率v 0沿横截面的某直径射入磁场,离开磁场时速度方向偏离入射方向60°.不计重力,该磁场的磁感应强度大小为( ) A.3m v 03qRB.m v 0qRC.3m v 0qRD.3m v 0qR解析练答图8-2-1带电粒子沿直径射入磁场,必沿直径出射,轨迹如练答图8-2-1.出射方向偏离入射方向60°,则∠AOB=120°,∠AO′B=60°,弦AB的长度为2R sin60°=3R,轨迹的半径r=m v0 qB,△ABO′为正三角形r=AB=3RB=m v03qR=3m v03qR.答案 A2.练图8-2-1一个带电粒子沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场.粒子的一段径迹如练图8-2-1所示.径迹上的每一小段都可近似看成圆弧.由于带电粒子使沿途的空气电离,粒子的能量逐渐减小(带电量不变).从图中情况可以确定()A.粒子从a到b,带正电B.粒子从a到b,带负电C.粒子从b到a,带正电D.粒子从b到a,带负电解析垂直于磁场方向射入匀强磁场的带电粒子受洛伦兹力作用,使粒子做匀速圆周运动,半径R=m vqB.由于带电粒子使沿途的空气电离,粒子的能量减小,磁感应强度B、带电荷量q不变.又据E k=12m v2知,v在减小,故R减小,可判定粒子从b向a运动;另据左手定则,可判定粒子带正电,C选项正确.答案 C练图8-2-23.(2013·新课标全国卷Ⅰ)如练图8-2-2,半径为R 的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸面),磁感应强度大小为B ,方向垂直于纸面向外.一电荷量为q (q >0)、质量为m 的粒子沿平行于直径ab 的方向射入磁场区域,射入点与ab 的距离为R 2.已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为60°,则粒子的速率为(不计重力)( )A.qBR 2mB.qBR mC.3qBR 2mD.2qBR m练答图8-2-2解析 如练答图8-2-2所示,根据粒子的运动轨迹可得轨迹半径与磁场半径相等,根据R =m v 0qB 可得v 0=qBR m ,选项B 正确.答案 B4.(多选题)用绝缘细线悬挂一个质量为m 、带电荷量为+q 的小球,练图8-2-3让它处于如练图8-2-3所示的磁感应强度为B的匀强磁场中.由于磁场的运动,小球静止在图中位置,这时悬线与竖直方向夹角为α,并被拉紧,则磁场的运动速度和方向是()A.v=mgBq,水平向左B.v=mg tanαBq,竖直向下C.v=mg tanαBq,竖直向上D.v=mgBq,水平向右解析根据运动的相对性,带电小球相对磁场的速度与磁场相对于小球(相对地面静止)的速度大小相等、方向相反.洛伦兹力F=q v B 中的v是相对于磁场的速度.根据力的平衡条件可以得出,当小球相对磁场以速度v=mg tanαBq竖直向下运动或以速度v=mgBq水平向右运动,带电小球都能处于图中所示的平衡状态,故本题选A、C.答案AC练图8-2-45.(多选题)(2013·浙江卷)在半导体离子注入工艺中,初速度可忽略的磷离子P+和P3+,经电压为U的电场加速后,垂直进入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里、有一定宽度的匀强磁场区域,如练图8-2-4所示.已知离子P+在磁场中转过θ=30°后从磁场右边界射出.在电场和磁场中运动时,离子P+和P3+()A .在电场中的加速度之比为1:1B .在磁场中运动的半径之比为3:1C .在磁场中转过的角度之比为1:2D .离开电场区域时的动能之比为1:3解析 因qU =12m v 2,所以P +和P 3+离开电场区域时动能之比为1:3,D 正确;由q U d =ma 知a =qU md ,P +和P 3+电荷量之比为1:3,质量相等,所以在电场中的加速度之比为1:3,A 错误;由q v B =m v 2R 知R =m v qB ,又因qU =12m v 2,所以R =1B 2mU q,P +和P 3+在磁场中的运动的半径之比为3:1,B 正确;在磁场中转过的角度为θ,sin θ=L R ,P +和P 3+在磁场中转过的角度θ的正弦sin θ之比为13,由于P +在磁场中转过θ=30°,所以P 3+在磁场中转过θ′=60°,在磁场中转过的角度之比为1:2,C 正确.练答图8-2-3答案 BCD6.(多选题)(2013·陕西师大附中期中考试)如练图8-2-5所示,质量为m 、电荷量为e 的质子以某一初动能E k 从坐标原点O 沿x 轴正方向进入场区,若场区仅存在平行于y 轴向上的匀强电场时,质子通过P (d ,d )点时的动能为5E k ;若场区仅存在垂直于xOy 平面的匀强磁场时,质子也能通过P 点.不计质子的重力.设上述匀强电场的电场强度大小为E 、匀强磁场的磁感应强度大小为B ,则下列说法中正确的是()练图8-2-5A.E=4E ked B.E=5E kedC.B=2mE ked D.B=10mE ked解析当只存在匀强电场时,根据动能定理有Eed=5E k-E k0,可得E=5E k-E ked=4E ked,选项A正确,B错误;若只存在匀强磁场,带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,作出其运动轨迹,确定圆心位置应该在y轴上,并且处在OP连线的垂直平分线上,根据几何关系可得,轨迹半径为r=d,根据洛伦兹力提供向心力有B v e=m v2r,可得B=m vre=2mE ked,选项C正确,D错误.答案AC练图8-2-67.如练图8-2-6所示,无重力空间中有一恒定的匀强磁场,磁感应强度的方向垂直于xOy平面向外、大小为B,沿x轴放置一个垂直于xOy平面的较大的荧光屏,P点位于荧光屏上,在y轴上的A点放置一放射源,可以不断地沿平面内的不同方向以大小不等的速度放射出质量为m、电荷量为+q的同种粒子,这些粒子打到荧光屏上能在屏上形成一条亮线,P点处在亮线上,已知OA=OP=l,求:(1)若能打到P点,则粒子速度的最小值为多少?(2)若能打到P点,则粒子在磁场中运动的最长时间为多少?解析(1)粒子在磁场中运动,洛伦兹力提供向心力,设粒子的速度大小为v时,其在磁场中的运动半径为R,则F=qB v,由牛顿运动定律有F=m v2 R若粒子以最小的速度到达P点时,其轨迹一定是以AP为直径的圆(如图中圆O1所示).由几何关系知s AP=2l,R=s AP2=22l.则粒子的最小速度v=2qBl 2m.(2)粒子在磁场中的运动周期T=2πm qB,设粒子在磁场中运动时其轨迹所对应的圆心角为θ,则粒子在磁场中的运动时间为:练答图8-2-4t =θ2πT =θm qB . 由练答图8-2-4可知,在磁场中运动时间最长的粒子的运动轨迹如图中圆O 2所示,此时粒子的初速度方向竖直向上.则由几何关系有θ=32π. 则粒子在磁场中运动的最长时间t =3πm 2qB. 答案 (1)2qBl 2m(2)3πm 2qBB 级 能力提升1.练图8-2-7一个带正电的小球沿光滑绝缘的桌面向右运动,速度方向垂直于一个水平方向的匀强磁场,如练图8-2-7所示,小球飞离桌面后落到地板上,设飞行时间为t1,水平射程为x1,着地速度为v1.撤去磁场,其余的条件不变,小球飞行时间为t2,水平射程为x2,着地速度为v2,则下列论述不正确的是()A.x1>x2B.t1>t2C.v1和v2大小相等D.v1和v2方向相同解析当桌面右边存在磁场时,由左手定则,带电小球在飞行过程中受到斜向右上方的洛伦兹力作用,此力在水平方向上的分量向右,竖直方向上分量向上,因此小球水平方向存在加速度,竖直方向加速度a<g,所以t1>t2,x1>x2,A、B项对;又因为洛伦兹力不做功,C项对;两次小球着地时方向不同,D项错,故本题选D.答案 D2.练图8-2-8质谱仪的两大重要组成部分是加速电场和偏转磁场,如练图8-2-8为质谱仪的原理图.设想有一个静止的质量为m、带电荷量为q 的带电粒子(不计重力),经电压为U的加速电场加速后垂直进入磁感应强度为B的偏转磁场中,带电粒子打到底片上的P点,设OP=x,则在下图中能正确反映x与U之间的函数关系的是()解析带电粒子先经加速电场加速,故qU=12m v2,进入磁场后偏转,OP=x=2r=2m vqB,两式联立得x=8mUB2q∝U,所以B项正确.答案 B练图8-2-93.(2014·陕西省西安市长安区一中模拟)如练图8-2-9所示,有一个正方形的匀强磁场区域abcd,e是ad的中点,f是cd的中点,如果在a点沿对角线方向以速度v射入一带负电的带电粒子(带电粒子重力不计),恰好从e点射出,则()A.如果粒子的速度增大为原来的二倍,将从d点射出B.如果粒子的速度增大为原来的三倍,将从f点射出C.如果粒子的速度不变,磁场的磁感应强度变为原来的二倍,也将从d点射出D.只改变粒子的速度使其分别从e、d、f点射出时,从e点射出所用时间最短练答图8-2-5解析由于速度与半径垂直,因此圆心一定在a点正下方,从e点射出时,圆心角恰好为90°,如练答图8-2-5所示,根据r=m v qB,若速度增为原来的2倍,则轨道半径也增为原来的2倍,圆心角不变,对应的弦也增为原来的2倍,恰好从d点射出,A正确;如果粒子的速度增大为原来的3倍,轨道半径也变为原来的3倍,从图中看出,出射点从f点靠下,B错误;如果粒子的速度不变,磁场的磁感应强度变为原来的二倍,根据r=m vqB得,轨道半径变成原来的一半,从ae 的中点射出,C 错误;根据粒子运动的周期T =2πm qB 知,粒子运动周期与速度无关,从e 和d 点射出的粒子,转过的圆心角都是90°,运动时间都是T 4,运动时间相同,D 错误. 答案 A练图8-2-104.(2013·安庆模拟)如练图8-2-10所示,空间存在垂直于纸面向里的磁感应强度为B 的匀强磁场,场内有一绝缘的足够长的直杆,它与水平面的倾角为θ,一电荷量为-q 、质量为m 的带负电的小球套在直杆上,从A 点由静止沿杆下滑,小球与杆之间的动摩擦因数为μ,在小球以后运动的过程中,下列说法正确的是( )A .小球下滑的最大速度为v =mg sin θμBqB .小球下滑的最大加速度为a m =g sin θC .小球的加速度一直在减小D .小球的速度先增大后减小解析 小球开始下滑时有:mg sin θ-μ(mg cos θ-q v B )=ma ,随v 增大,a 增大,当v =mg cos θqB 时,达最大值g sin θ,此后下滑过程中有:mg sin θ-μ(q v B -mg cos θ)=ma ,随v 增大,a 减小,当v m =mg(sinθ+μcosθ)μqB时,a=0.所以整个过程中,v先一直增大后不变;a 先增大后减小,所以B选项正确.答案 B5.(2014·山西省太原市模拟)如练图8-2-11所示,竖直边界PQ左侧有垂直纸面向里的匀强磁场,右侧有竖直向下的匀强电场,场强大小为E,C为边界上的一点,A与C在同一水平线上且相距为L.两相同的粒子以相同的速率分别从A、C两点同时射出,A点射出的粒子初速度沿AC方向,C点射出的粒子初速度斜向左下方与边界PQ成夹角θ=π6.A点射出的粒子从电场中运动到边界PQ时,两粒子刚好相遇.若粒子质量为m,电荷量为+q,重力不计,求:练图8-2-11(1)粒子初速度v0的大小;(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小;(3)相遇点到C点的距离.解析A点射出的粒子做类平抛运动,经时间t到达边界,L=v0t①竖直方向的位移:y=12at2②Eq=ma③练答图8-2-6C点射出的粒子在磁场中做匀速圆周运动,有q v B=m v2R④由几何关系:2R sinθ=y⑤在磁场中运动的时间与粒子在电场中运动时间相等.t=2θ2πT⑥T=2πmqB⑦由以上关系解得:v0=πEqL6m⑧B=π3πEm6qL⑨相遇点距C点距离y=3Lπ⑩答案(1) πEqL6m(2)π3πEm6qL(3)3Lπ计时双基练带电粒子在复合场中的运动A级双基达标1.练图8-3-1带电质点在匀强磁场中运动,某时刻速度方向如练图8-3-1所示,所受的重力和洛伦兹力的合力恰好与速度方向相反,不计阻力,则在此后的一小段时间内,带电质点将()A.可能做直线运动B.可能做匀减速运动C.一定做曲线运动D.可能做匀速圆周运动解析带电质点在运动过程中,重力做功,速度大小和方向发生变化,洛伦兹力的大小和方向也随之发生变化,故带电质点不可能做直线运动,也不可能做匀减速运动或匀速圆周运动,C项正确.答案 C2.练图8-3-2如练图8-3-2所示,真空中存在竖直向上的匀强电场和水平向里的匀强磁场,一质量为m 、带电荷量为q 的物体以速度v 在竖直平面内做半径为R 的匀速圆周运动,假设t =0时刻物体在轨迹最低点且重力势能为零,电势能也为零,下列说法错误的是( )A .物体带正电且逆时针转动B .匀强电场的场强E =mg q ,匀强磁场的磁感应强度B =m v qRC .物体运动过程中,机械能随时间的变化关系为E =12m v 2+mgR ⎝ ⎛⎭⎪⎫1-cos v R t D .物体运动过程中,机械能的变化量随时间的变化关系为ΔE =mgR ⎝ ⎛⎭⎪⎫cos v R t -1 解析 带电物体做匀速圆周运动,则电场力与重力平衡,电场力方向向上,物体带正电.洛伦兹力提供向心力,结合左手定则知,带电物体沿逆时针方向转动,A 项正确;因qE =mg ,q v B =m v 2R ,则E=mg q ,B =m v qR ,B 项正确;物体运动过程中动能不变,重力势能随时间的变化E p =ΔE p =mgR (1-cos θ)=mgR ⎝ ⎛⎭⎪⎫1-cos v R t ,所以机械能随时间的变化关系为E =12m v 2+mgR ⎝ ⎛⎭⎪⎫1-cos v R t ,C 项正确;机械能的变化等于电场力做的功,则ΔE =qER (1-cos θ)=mgR (1-cos θ)=mgR ⎝ ⎛⎭⎪⎫1-cos v R t ,D 项错误.本题答案为D. 答案 D3.(多选题)练图8-3-3如练图8-3-3所示,一束粒子(不计重力,初速度可忽略)缓慢通过小孔O 1进入极板间电压为U 的水平加速电场区域Ⅰ,再通过小孔O 2射入相互正交的恒定匀强电场、磁场区域Ⅱ,其中磁场的方向如图所示,磁感应强度大小可根据实际要求调节,收集室的小孔O 3与O 1、O 2在同一条水平线上.则收集室收集到的是( )A .具有特定质量的粒子B .具有特定比荷的粒子C .具有特定速度的粒子D .具有特定动能的粒子解析 粒子在加速电场Ⅰ中由动能定理可得:qU =12m v 2⇒v = 2qUm ,粒子沿直线O 1O 2O 3运动,则在相互正交的恒定匀强电场、磁场区域Ⅱ中必定受力平衡,可得qE =Bq v ⇒v =E B 为某一定值.故选项B 、C 正确.答案 BC4.练图8-3-4(多选题)如练图8-3-4所示,空间存在正交的匀强电场和匀强磁场,匀强电场方向竖直向上,匀强磁场的方向垂直纸面向里.有一内壁光滑、底部有带正电小球的试管.在水平拉力F作用下,试管向右匀速运动,带电小球能从试管口处飞出.已知小球质量为m、带电荷量为q,场强大小为E=mgq.关于带电小球及其在离开试管前的运动,下列说法中正确的是()A.洛伦兹力对小球不做功B.洛伦兹力对小球做正功C.小球的运动轨迹是一条抛物线D.维持试管匀速运动的拉力F应逐渐增大解析洛伦兹力总是与带电粒子速度的方向垂直,所以不做功,A项正确,B项错;小球在水平方向上做匀速运动,在竖直方向上的合力等于洛伦兹力的竖直分力,即F合=Bqv,故竖直方向做匀加速运动,所以运动轨迹是一条抛物线,选项C正确;由于小球在竖直方向上的速度增大,洛伦兹力的水平分力增大,而试管又向右做匀速运动,所以F要逐渐增大,故D项正确.答案 ACD5.练图8-3-5磁流体发电机可以把气体的内能直接转化为电能,是一种低碳环保发电机,有着广泛的发展前景.其发电原理示意图如练图8-3-5所示,将一束等离子体(即高温下电离的气体,含有大量带正电和负电的微粒,整体上呈电中性)喷射入磁感应强度为B 的匀强磁场中,磁场区域有两块面积为S 、相距为d 的平行金属板与外电阻R 相连构成一电路,设气流的速度为v ,气体的电导率(电阻率的倒数)为g.则( )A .两板间电势差为U =BdvB .上板是电源的正极,下板是电源的负极C .流经R 的电流为I =Bdv RD .流经R 的电流为 I =BdvS gSR +d解析 等离子体喷射入磁场后,在洛伦兹力F 1=qBv 的作用下正离子向上偏,负离子向下偏,则上板是电源的正极,下板是电源的负极,B 项对;两板间形成向下的电场,正负离子将受到电场力F 2=q U d 阻碍其偏转,假设外电路断路,则qBv =q U d,即U =Bdv 为电。
32024届高考一轮总复习章末检测卷:第八章 磁场全真演练物理试题(基础必刷)一、单项选择题(本题包含8小题,每小题4分,共32分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)(共8题)第(1)题铋是一种金属元素,元素符号为Bi,原子序数为83,位于元素周期表第六周期VA族,在现代消防、电气、工业、医疗等领域有广泛的用途。
一个铋210核()放出一个粒子后衰变成一个钋核(),并伴随产生了射线。
已知时刻有m克铋210核,时刻测得剩余克没有衰变,时刻测得剩余克没有衰变,则铋210核的半衰期为( )A.B.C.D.第(2)题2020年1月12日,世界卫生组织正式将造成全球肺炎疫情的新型冠状病毒命名为“2019新型冠状病毒(2019-nCoV)”。
此次疫情我国居民自觉居家隔离期间,一位同学观察到房子对面有一棵大树,大树上的树叶从约10米高的树上落下,她记录下来树叶下落的时间,请好朋友网上有奖竞猜,你觉得时间可能为( )A.1.0s B.1.2s C.s D.3s第(3)题A和B两物体在同一直线上运动的v-t图像如图所示。
下列说法不正确的是( )A.两物体同时出发B.第2s末两物体速度相同C.运动过程中A、B的加速度大小相等D.两物体运动方向相反第(4)题如图所示,光滑水平直轨道上两滑块A、B用橡皮筋连接,A的质量为m=2kg。
开始时橡皮筋松弛,B静止。
给A向左的初速度,一段时间后,B与A同向运动发生碰撞并粘在一起,碰撞后的共同速度是碰撞前瞬间A的速度的2倍,也是碰撞前瞬间B的速度的一半。
整个过程中橡皮筋始终在弹性限度内,则滑块B的质量为( )A.4kg B.3kg C.2kg D.1kg第(5)题2023年7月10日,经国际天文学联合会小行星命名委员会批准,中国科学院紫金山天文台发现的、国际编号为381323号的小行星被命名为“樊锦诗星”。
如图所示,“樊锦诗星”绕日运行的椭圆轨道面与地球圆轨道面间的夹角为20.11度,轨道半长轴为3.18天文单位(日地距离为1天文单位),远日点到太阳中心距离为4.86天文单位。
云南省普洱市景东一中2023届高三第八次复习质量检测理科综合物理试题(基础必刷)一、单项选择题(本题包含8小题,每小题4分,共32分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)(共8题)第(1)题在x轴上方有垂直于纸面的匀强磁场,同一种带电粒子从O点射入磁场。
当入射方向与x轴的夹角α=45° 时,速度为v1、v2的两个粒子分别从a、b两点射出磁场,如图所示,当α=60°时,为了使粒子从ab的中点c射出磁场,则速度应为()A.B.C.D.第(2)题由于大气层的存在,太阳光线在大气中折射,使得太阳“落山”后我们仍然能看见它。
某同学为研究这一现象,建立了一个简化模型。
将折射率很小的不均匀大气等效成折射率为的均匀大气,并将大气层的厚度等效为地球半径R。
根据此模型,一个住在赤道上的人在太阳“落山”后还能看到太阳的时间是(地球自转时间为24小时,地球上看到的太阳光可以看成平行光)( )A.3小时B.2小时C.1.5小时D.1小时第(3)题2021年2月24日,“天问一号”探测器进入火星停泊轨道,计划于今年5月开展火星着陆、巡视等任务。
如图所示,“天问一号”在着陆火星前将先从高空圆轨道I变轨至低空圆轨道Ⅱ。
已知火星半径为R,火星的质量为M,轨道Ⅰ距火星表面高度为,轨道Ⅱ距火星表面高度为,引力常量为G,下列说法正确的是( )A.“天问一号”在轨道I的线速度大小为B.“天问一号”在轨道Ⅱ的运动周期为C.“天问一号”在轨道I、Ⅱ的向心加速度大小的比值为D.“天问一号”在轨道I加速才能变轨至轨道Ⅱ第(4)题车厢顶部固定一滑轮,在跨过定滑轮轻绳的两端各系一个物体,质量分别为m1、m2,如图所示。
车厢向右运动时,系m1的轻绳与竖直方向夹角为θ,系m2的轻绳保持竖直,m1、m2与车厢保持相对静止。
已知,绳子的质量、滑轮与轻绳的摩擦忽略不计,下列说法正确的是( )A.车厢的加速度为0B.绳子的拉力大小为C.车厢底板对m2的支持力为D.车厢底板对m2的摩擦力为第(5)题如图所示,一根长为L的金属细杆通有电流I时,水平静止在倾角为θ的光滑绝缘固定斜面上,空间存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。
【配套新教材】专题八 磁场——2023届高考物理一轮复习夯基固本时时练1.如图所示,完全相同的甲、乙两个环形电流同轴平行放置,甲的圆心为1O ,乙的圆心为2O ,在两环圆心的连线上有a b c 、、三点,其中1122aO O b bO O c ===,此时a 点处的磁感应强度大小为1B ,b 点处的磁感应强度大小为2B .当把环形电流乙撤去后,c 点处的磁感应强度大小为( )A.212B B -B.122B B -C.21B B -D.13B 2.如图所示,两根平行通电长直导线固定,左边导线中通有垂直纸面向外、大小为1I 的恒定电流,两导线连线(水平)的中点处,一可自由转动的小磁针静止时N 极方向平行于纸面向下,忽略地磁场的影响.关于右边导线中的电流2I ,下列判断正确的是( )A.21I I <,方向垂直纸面向外B.21I I >,方向垂直纸面向外C.21I I <,方向垂直纸面向里D.21I I >,方向垂直纸面向里3.磁单极子是物理学家设想的一种仅带有单一磁极(N 极或S 极)的粒子,它们的磁感线分布类似于点电荷的电场线分布,目前科学家还没有证实磁单极子的存在.若自然界中存在磁单极子,以其为球心画出两个球面1和2,如图所示,a 点位于球面1上,b 点位于球面2上,则下列说法正确的是( )A.a 点比b 点的磁感应强度大B.a 点比b 点的磁感应强度小C.球面1比球面2的磁通量大D.球面1比球面2的磁通量小4.有一边长为l 的正三角形线框abc 悬挂在弹簧测力计下面,线框中通有cbac 方向的恒定电流I ,直线MN 是匀强磁场的边界线,磁场方向垂直于abc △所在平面向里。
平衡时,弹簧测力计的读数为F ;若将线框上提,让线框上部分露出磁场,其他条件都不改变,再次平衡时,磁场边界线MN 刚好过ab 和ac 边的中点,这种情况下,弹簧测力计的读数为3F 。
则匀强磁场的磁感应强度大小为( )A.F IlB.2FIlC.3FIlD.4FIl5.磁感应强度大小为B 的匀强磁场方向竖直向上,将一个三分之二圆弧形导体ab 固定在图示位置,其圆心为O ,半径为r 。
在导体中通以方向从a b →的恒定电流I ,将磁场沿顺时针方向绕垂直纸面并过O 点的轴缓慢旋转,下列说法正确的是( )A.导体ab 受到的安培力方向始终垂直纸面向外B.导体ab 受到的安培力大小可能为零C.导体ab 受到的安培力大小可能为BIrD.导体ab 受到的安培力最大值为2BIr6.如图所示,矩形abcd 的边长bc 是ab 的2倍。
两细长直导线通有大小相等、方向相反的电流,垂直穿过矩形平面,与平面交于b d 、两点。
图中e f 、分别为ad bc 、的中点,下列说法正确的是( )A.a 点与f 点的磁感应强度相同B.e 点与f 点的磁感应强度相同C.a 点与c 点的磁感应强度不同D.e 点与c 点的磁感应强度相同7.空间存在方向竖直向下、磁感应强度大小为0B 的匀强磁场,两根长直导线A B 、垂直于纸面水平放置,两导线中通入大小相等、方向相反的恒定电流,a 点为A B 、连线的中点,a b 、两点关于B 对称,若a b 、两点的磁感应强度大小分别为12B B 、,方向均竖直向下,则撤去匀强磁场和长直导线B 以后,a b 、两点的磁感应强度大小分别为( )A.1012023,22B B B B B --+ B.1012023,22B B B B B ++- C.1012023,22B B B B B -+- D.1012023,22B B B B B +-+ 8.如图所示,半径为R 、圆心为O 的圆形区域内有方向垂直于纸面向外的匀强磁场(图中未画出)。
两个质量、电荷量都相同的带正电粒子,以不同的速率从a 点先后沿直径ac 和弦ab 方向射入磁场区域,ab 和ac 的夹角为30°,已知沿ac 方向射入的粒子刚好从b 点射出,沿ab 方向射入的粒子刚好从O 点正下方射出,不计粒子重力。
则( )A.沿ac 方向射入的粒子在磁场中运动轨迹半径为RB.沿abC.沿ac 方向射入的粒子与沿ab 方向射入的粒子在磁场中运动的时间之比为2:1D.沿ac 方向射入的粒子与沿ab 方向射入的粒子在磁场中运动的周期之比为1:29.如图,圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,质量为m 、电荷量为(0)q q >的带电粒子从圆周上的M 点沿直径MON 方向射入磁场。
若粒子射入磁场时的速度大小为1v ,离开磁场时速度方向偏转90°;若射入磁场时的速度大小为2v ,离开磁场时速度方向偏转60°。
不计重力,则12v v 为( )A.1210.光滑的水平桌面上有两根弯成60°角的相同金属棒,正好凑成一个等边三角形oab ,边长为L.它们的两端分别在o 点和c 点相互接触,o 点接触但是相互绝缘,c 点不绝缘.匀强磁场的方向垂直桌面向下,磁感应强度为B .当通以如图所示的电流时,两金属棒仍处于静止状态,且两金属棒在o 点处的相互作用力为1f ,在c 点处的相互作用力为2f .则金属棒中的电流为( )A.12f f BL+ B.12f f BL- C.)123f f BL+ D.)123f f BL-11.如图所示,虚线MN 上方存在垂直纸面向外的匀强磁场,在直角三角形OQP 中,90PQO ∠=︒,30QOP ∠=︒.两个带电荷量数值相等的粒子a b 、分别从O P 、两点以垂直于MN 的方向同时射入磁场,恰好在Q 点相遇.不计粒子重力及粒子间相互作用力.下列说法正确的是( )A.a b 、两粒子均带正电B.a b 、两粒子的周期之比为1:3C.a b 、两粒子的速度之比为2:1D.a b 、两粒子的质量之比为1:312.如图所示,在某电子设备中有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B .AC AD 、两块挡板垂直纸面放置,夹角为90°.一束带电荷量为q +、质量为m 的相同粒子,从AD 板上距A 点为L 的小孔P 处以不同速率垂直于磁场方向射入,速度方向与AD 板的夹角为60°,不计粒子的重力和粒子间的相互作用.求:(1)直接打在AD板上Q点的粒子从P运动到Q的时间;(2)直接垂直打在AC板上的粒子的运动速率.答案以及解析1.答案:A解析:对于题图中每个环形电流,根据安培定则可知,其在轴线上产生的磁场方向均向左,故c 点处的磁场方向也是向左的.设1122aO O b bO O c r ====,设单个环形电流在轴线上距离圆心r 位置产生磁场的磁感应强度为1r B ,在距离圆心3r 位置产生磁场的磁感应强度为3r B ,故a 点处的磁感应强度113r r B B B =+;b 点处的磁感应强度211r r B B B =+;当把环形电流乙撤去后,c 点处的磁感应强度31212c r B B B B ==-,故选A.2.答案:B解析:小磁针静止时N 极方向平行于纸面向下,说明该处的合磁场方向平行纸面向下,由安培定则可知,1I 在该处形成的磁场方向平行纸面向上,则2I 在该处形成的磁场方向平行纸面向下,且磁感应强度大于1I 在该处形成的磁场的磁感应强度,所以21I I >,由安培定则可知2I 方向垂直纸面向外,B 正确,A 、C 、D 错误. 3.答案:A解析:由于磁单极子的磁感线分布类似于点电荷的电场线分布,则可知距离磁单极子越近,磁感线越密集,磁感应强度越大,A 正确,B 错误;由于磁单极子的磁感线中间没有断开,故穿过球面1的磁感线必穿过球面2,则穿过两个球面的磁感线的条数相等,因此两个球而的磁通量相等,C 、D 错误. 4.答案:D解析:线框全部在磁场中时,受到安培力作用的有效长度为零,安培力为零,即F mg =,直线MN 刚好过ab 和ac 边的中点时,线框受到安培力的有效长度为2l,受到竖直向下的安培力,大小为 2l F BI =安,对线框,由平衡条件得32l F mg BI =+,联立解得4F B Il=,D 正确,ABC 错误。
5.答案:BC解析:圆弧形导体的有效长度为线段ab 的长度2sin 603L r r ==,导体所受安培力sin sin F BIL θθ==,其中θ为磁场B 与ab 连线方向的夹角,在磁场转过90°到270°的过程中,安培力垂直纸面向里,A 项错;当磁场方向与ab 连线方向平行时,导体所受安培力为零,B项正确;由安培力表达式可知,当sin θ=时,安培力F BIr =,当磁场方向与ab 连线方向垂直,C 项正确,D 项错。
6.答案:B解析:通电直导线在其周围某点处产生磁场的磁感应强度大小与该点到直导线的距离成反比,由安培定则可知磁感应强度方向垂直于该点到导线的垂直线段,根据矢量合成可知,a 点与f 点的磁感应强度不相同,故A 错误;根据对称性可知,e 点与f 点的磁感应强度大小和方向均相同,故B 正确;同理根据对称性可知,a 点与c 点的磁感应强度大小和方向均相同,故C 错误;e 点与c 点和a 点与f 点类似,磁感应强度不相同,故D 错误。
7.答案:C解析:本题通过匀强磁场和通电直导线产生的磁场考查磁感应强度的叠加计算。
撤去磁场和长直导线B 之前,a 点的磁感应强度为两直导线A B 、产生磁场的磁感应强度和匀强磁场的磁感应强度的矢量和,根据安培定则和对称性可知,两直导线A B 、在a 点产生的磁场等大同向,与匀强磁场方向相同;b 点的磁感应强度为两直导线A B 、产生磁场的磁感应强度和匀强磁场的磁感应强度的矢量和,根据安培定则可知,直导线A 在b 点产生的磁场方向竖直向下,直导线B 在b 点产生的磁场方向竖直向上,设撤去匀强磁场和长直导线B 以后,a 点的磁感应强度大小为,B b '点的磁感应强度大小为B '',根据题意可知,01022,B B B B B B B ''''+=+-=,解得1012023,22B B B B B B B -+-'''==,故C 正确,A 、B 、D 错误。
8.答案:C解析:沿ac 方向射入的粒子,从b 点射出,偏转角为60°,则根据几何关系得2cos303r R R ==,A 错误;沿ab 方向射入的粒子,刚好从O 点正下方射出,偏转角为30°,则根据几何关系得222)22cos30r r ''=-,解得1)r R ='+,B 错误;根据2πmT qB=可知,两粒子在磁场中运动的周期相等,根据360t T α=可知两粒子在磁场中运动的时间之比为12:60:302:1t t ==,C 正确,D 错误。