高考物理（人教版通用）大一輪復(fù)習(xí)講義【配套word版文檔】第八章 章末限時(shí)練（8頁含解析）

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1、 (滿分：100分 時(shí)間：90分鐘) 一、選擇題(每小題6分，共48分，每小題都可能有一個(gè)選項(xiàng)準(zhǔn)確，也可能有多個(gè)選項(xiàng)準(zhǔn)確) 1．根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式B＝F/(IL)，下列說法中準(zhǔn)確的是 ( ) A．在磁場中某確定位置，B與F成正比，與I、L的乘積成反比 B．一小段通電直導(dǎo)線在空間某處受磁場力F＝0，那么該處的B一定為零 D．一小段通電直導(dǎo)線放在B為零的位置，那么它受到的磁場力F也一定為零 答案 D 解析 磁感應(yīng)強(qiáng)度是表征磁場強(qiáng)弱的物理量，磁場中的確定點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是一個(gè)確定的值，它由磁場本身決定，與磁場中是否有通電導(dǎo)體、及導(dǎo)體的長度、電流強(qiáng)度的大小、以及磁場作用力

2、的大小無關(guān)，A錯(cuò)誤；若電流方向與磁場方向在一條直線上，通電導(dǎo)體將不受到磁場力的作用，所以在某處磁場力為零，并不能說明該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，B錯(cuò)誤；通電導(dǎo)體受到磁場力的方向垂直于磁場方向和電流方向所決定的平面，C錯(cuò)誤；通電導(dǎo)體處在一個(gè)沒有磁場的空間，當(dāng)然不受磁場力的作用，D準(zhǔn)確． 點(diǎn)，A、B連線為x軸，O、C連線為y軸，建立坐標(biāo)系．過A、B、C、O四個(gè)點(diǎn)各有一條長直導(dǎo)線垂直穿過紙面，導(dǎo)線中通有大小相等、方向向里的電流．則過O點(diǎn)的通電直導(dǎo)線所受安培力的方向?yàn)? ( ) 圖1 A．沿y軸正方向 B．沿y軸負(fù)方向 C．沿x軸正方向 D．沿

3、x軸負(fù)方向 答案 A 解析 由題圖可知，過A點(diǎn)和B點(diǎn)的通電導(dǎo)線對(duì)過O點(diǎn)的通電導(dǎo)線的安培力等大反向，過C點(diǎn)的通電導(dǎo)線對(duì)過O點(diǎn)的通電導(dǎo)線的安培力即為其總的安培力，沿OC連線向上，故A項(xiàng)準(zhǔn)確． 3．如圖2所示，長方體玻璃水槽中盛有NaCl的水溶液，在水槽左、右側(cè)壁內(nèi)側(cè)各裝一導(dǎo)體片，使溶液中通入沿x軸正向的電流I，沿y軸正向加恒定的勻強(qiáng)磁場B.圖中a、b是垂直于z軸方向上水槽的前、后兩內(nèi)側(cè)面，則 ( ) 圖2 A．a(chǎn)處電勢高于b處電勢 B．a(chǎn)處離子濃度大于b處離子濃度 C．溶液的上表面電勢高于下表面的電勢 D．溶液的上表面處的離子濃度大于下表面處的離子濃度 答案

4、B 解析 在NaCl溶液中，Na＋和Cl－同時(shí)參與導(dǎo)電，且運(yùn)動(dòng)方向相反，故兩種離子都將向a側(cè)面偏轉(zhuǎn)，故a側(cè)面仍然是電中性的，a、b兩側(cè)面不存有電勢差，但a處離子濃度大于b處離子濃度，只有B準(zhǔn)確． 4．如圖3所示，為一圓形區(qū)域的勻強(qiáng)磁場，在O點(diǎn)處有一放射源，沿半徑方向射出速度為v的不同帶電粒子，其中帶電粒子1從A點(diǎn)飛出磁場，帶電粒子2從B點(diǎn)飛出磁場，不考慮帶電粒子的重力，則 ( ) 圖3 A．帶電粒子1的比荷與帶電粒子2的比荷比值為3∶1 B．帶電粒子1的比荷與帶電粒子2的比荷比值為∶1 C．帶電粒子1與帶電粒子2在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間比值為2∶1 D．

5、帶電粒子1與帶電粒子2在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間比值為1∶2 答案 A 解析 根據(jù)題圖中幾何關(guān)系，tan 60＝R/r1，tan 30＝R/r2，帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)，r＝mv/qB，聯(lián)立解得帶電粒子1的比荷與帶電粒子2的比荷比值為3∶1，選項(xiàng)A準(zhǔn)確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；帶電粒子1與帶電粒子2在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間比值為＝＝＝2∶3，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤． 5. 如圖4所示，在第二象限內(nèi)有水平向右的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度為E；在第一、四象限內(nèi)分 別存有如圖所示的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等．有一個(gè)帶電粒子以初速度v0從x軸上的P點(diǎn)垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場，恰好與y軸成45角射出電場，再經(jīng)過一段時(shí)間又恰好垂直于x軸進(jìn)入下面的

6、磁場．已知O、P之間的距離為d，則帶電粒子 ( ) 圖4 A．在電場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 B．在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為d C．自進(jìn)入磁場至第二次經(jīng)過x軸所用時(shí)間為 D．從進(jìn)入電場時(shí)開始計(jì)時(shí)，粒子在運(yùn)動(dòng)過程中第二次經(jīng)過x軸的時(shí)間為 答案 D 解析 粒子在電場中做類平拋運(yùn)動(dòng)，沿x軸方向上的平均速度為，所以在電場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為.由題意知，進(jìn)入磁場時(shí)豎直方向速度等于水平方向速度v0，故速度為v0，在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為2d，在第一象限內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1＝T＝＝，在第四象限內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t2＝T＝＝，所以自進(jìn)入磁場至第二次經(jīng)過x軸的時(shí)間為t＝t1＋t2＝，從進(jìn)入電場到第二次經(jīng)過x軸

7、的時(shí)間為t′＝＋t＝，所以只有D正確． 6．空間存在垂直于紙面方向的均勻磁場．其方向隨時(shí)間做周期性變化，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的圖線如圖5所示．規(guī)定B>0時(shí)，磁場的方向穿出紙面，一帶電荷量q＝5π10－7 C，質(zhì)量m＝510－10 kg的帶電粒子，位于某點(diǎn)O處，在t＝0時(shí)刻以初速度v0＝π m/s沿垂直磁場方向開始運(yùn)動(dòng)，不計(jì)重力的作用，不計(jì)磁場的變化及可能產(chǎn)生的一切其他影響．則在磁場變化N個(gè)(N為整數(shù))周期的時(shí)間內(nèi)帶電粒子的平均速度的大小等于(　　) 圖5 A．π m/s B. m/s C．2 m/s D. m/s 答案　C 解析　由題意可得T＝＝

8、0.02 s，R＝＝0.01 m，又t＝510－3 s＝，而磁場的變化周期為T′＝110－2 s，則粒子運(yùn)動(dòng)的平均速度為＝＝2 m/s，選項(xiàng)C正確． 7．如圖6所示，在x軸上方的空間存在著垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B.許多相同的離子，以相同的速率v，由O點(diǎn)沿紙面向各個(gè)方向(y>0)射入磁場區(qū)域．不計(jì)離子所受重力，不計(jì)離子間的相互影響．圖中曲線表示離子運(yùn)動(dòng)的區(qū)域邊界，其中邊界與y軸交點(diǎn)為M，邊界與x軸交點(diǎn)為N，且OM＝ON＝L.由此可判斷(　　) 圖6 A．這些離子是帶負(fù)電的 B．這些離子運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑為L C．這些離子的比荷為＝ D．當(dāng)離子沿y軸正方向射入磁場

9、時(shí)會(huì)經(jīng)過N點(diǎn) 答案　D 解析　根據(jù)左手定則知，離子帶正電，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由題圖可知，粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑為L，B項(xiàng)錯(cuò)誤；再根據(jù)qvB＝，得＝，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由于ON＝L，粒子運(yùn)動(dòng)半徑為L，ON恰好為粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的直徑，故其會(huì)經(jīng)過N點(diǎn)，D項(xiàng)正確． 8．如圖7，正方形區(qū)域ABCD中有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，一個(gè)帶正電粒子(不計(jì)重力)以一定速度沿AB邊的中點(diǎn)M垂直于AB邊射入磁場，恰好從A點(diǎn)射出，則 (　　) 圖7 A．僅把該粒子改為帶負(fù)電，粒子將從B點(diǎn)射出 B．僅增大磁感應(yīng)強(qiáng)度，粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間將增大 C．僅將磁場方向改為垂直于紙面向外，粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間不變 D．僅減少帶正電

10、粒子速度，粒子將從AD之間的某點(diǎn)射出 答案　AC 解析　根據(jù)左手定則知，A對(duì)．增大磁感應(yīng)強(qiáng)度，周期T＝會(huì)減小，而粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間還是，但會(huì)減小，B錯(cuò)；R＝，v↓，R↓，粒子會(huì)從AM之間射出，D錯(cuò)．僅改變磁場方向使之向外，粒子的周期T不變，運(yùn)動(dòng)時(shí)間不變，C對(duì)． 二、計(jì)算題(每小題20分，共52分) 9．（16分）如圖8所示，在平面直角坐標(biāo)系xOy第一象限內(nèi)分布有垂直xOy向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝2.510－2 T．在第二象限緊貼y軸并垂直y軸放置一對(duì)平行金屬板MN，極板間距d＝0.4 m，MN中心軸線離x軸0.3 m．極板與左側(cè)電路相連接，通過移動(dòng)滑動(dòng)頭P可以改變極板MN間

11、的電壓．a(chǎn)、b為滑動(dòng)變阻器的最下端和最上端(滑動(dòng)變阻器的阻值分布均勻)，a、b兩端所加電壓U＝1102 V．在MN中心軸線上距y軸距離為L＝0.4 m處，有一粒子源S沿x軸正方向連續(xù)射出比荷為＝4.0106 C/kg，速度為v0＝2.0104 m/s帶正電的粒子，粒子經(jīng)過y軸進(jìn)入磁場，經(jīng)過磁場偏轉(zhuǎn)后射出磁場而被收集(忽略粒子的重力和粒子之間的相互作用)． (1)當(dāng)滑動(dòng)頭P在a端時(shí)，求粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R0； (2)當(dāng)滑動(dòng)頭P在ab正中間時(shí)，求粒子射入磁場時(shí)速度的大??； (3)滑動(dòng)頭P的位置不同則粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間也不同，求粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的最長時(shí)間． 圖9 答案　(

12、1)0.2 m　(2)104 m/s　(3)10－5 s 解析　(1)P在a端時(shí)，MN間所加電壓為0，粒子以v0水平進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，則：qBv0＝，解得R0＝0.2 m (2)當(dāng)P在ab正中間時(shí)，UMN＝U/2，粒子在MN間做類平拋運(yùn)動(dòng) 水平方向位移：L＝v0t 豎直方向速度：vy＝t 代入數(shù)據(jù)解得vy＝1104 m/s 粒子射入磁場時(shí)的速度大小為： v＝＝104 m/s (3)當(dāng)P在b端時(shí)，UMN′＝U，粒子進(jìn)入磁場時(shí)速度最大，方向與y軸的夾角最小，做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑最大，在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間可能最長． 此時(shí)vy′＝t＝2104 m/s v′＝＝2104 m/s 與y軸的夾角

13、tan α＝＝1，α＝45 則偏轉(zhuǎn)位移y＝＝0.2 m＝，恰好從N板右端進(jìn)入磁場 由qBv′＝m得粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R＝0.2 m 軌跡如圖，由幾何關(guān)系可知圓心O′恰好在MN中心軸線的延長線上，由于R<0.3 m，所以粒子從y軸射出，且此粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長，轉(zhuǎn)過的圓心角為θ＝270，則 tmax＝＝10－5 s 10．（18分）如圖9(a)所示，有兩極光滑的絕緣平臺(tái)，高一級(jí)平臺(tái)距離絕緣物塊的中心O的高度為h，低一級(jí)平臺(tái)高度是高一級(jí)平臺(tái)高度的一半．絕緣物塊放在水平地面上，物塊與地面間的滑動(dòng)摩擦力為Ff，一輕質(zhì)彈簧一端連接在絕緣物塊的中心，另一端固定在墻面上．邊界G

14、H左邊存在著正交的勻強(qiáng)電場和交變磁場，電場強(qiáng)度為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度變化情況如圖(b)所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B0.有一質(zhì)量為m、帶負(fù)電的小球從高一級(jí)平臺(tái)左邊緣以一定初速度滑過平臺(tái)后，垂直于邊界GH在t＝T/4時(shí)刻進(jìn)入復(fù)合場，剛進(jìn)入復(fù)合場時(shí)磁場方向向外且為正值．小球以不變的速率運(yùn)動(dòng)至O點(diǎn)處恰好與絕緣物塊發(fā)生正碰，碰撞過程沒有能量損失(碰撞時(shí)間不計(jì))．碰撞后小球恰能垂直于邊界GH返回低一級(jí)平臺(tái)上，而絕緣物塊從C點(diǎn)向右運(yùn)動(dòng)到最遠(yuǎn)點(diǎn)D，C、D間的距離為s，(重力加速度為g)求： 　 (a)　　　　　　　　　(b) 圖9 (1)交變磁場變化的周期T； (2)小球從高一級(jí)平臺(tái)左邊緣滑出的初速度v；

15、 (3)絕緣物塊從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至D點(diǎn)時(shí)，彈簧具有的彈性勢能Ep. 答案　(1)　(2)　(3)－Ffs 解析　(1)帶電小球垂直于邊界GH進(jìn)入復(fù)合場，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則有： qE＝mg ① 帶電小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)由洛倫茲力提供向心力，且經(jīng)過半個(gè)圓周到達(dá)O點(diǎn)，碰后再經(jīng)過半個(gè)圓周回到低一級(jí)平臺(tái)．設(shè)小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T′. 根據(jù)帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的周期公式T′＝ ② 因?yàn)椋?，即T＝2T′.由①②消去q，得交變磁場變化的周期T＝ (2)小球在高一級(jí)平臺(tái)上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，初速度等于在復(fù)合場中運(yùn)動(dòng)的速度，由牛頓第二定律有：qvB0＝m

16、 ③ 由幾何關(guān)系有：r＝ ④ 聯(lián)立①③④，解得：v＝ ⑤ (3)設(shè)小球碰后的速度大小為v′，碰后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r′， 由牛頓第二定律有qv′B0＝m ⑥ 由幾何關(guān)系有r′＝ ⑦ 聯(lián)立解得v′＝ ⑧ 設(shè)碰后物塊獲得的動(dòng)能為Ek，因碰撞過程無能量損失， 有mv2＝mv′2＋Ek ⑨ 物塊由C運(yùn)動(dòng)到D的過程由能量守恒定律得：Ek＝Ffs＋Ep ⑩ 聯(lián)立⑤⑧⑨⑩解得 Ep＝－Ffs 11．（18分

17、）如圖10所示，在x軸上方有一豎直向下的勻強(qiáng)電場區(qū)域，電場強(qiáng)度為E＝500 V/m.x軸下方分布有很多磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝1T的條形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，其寬度均為d1＝3 cm，相鄰兩磁場區(qū)域的間距為d2＝4 cm.現(xiàn)將一質(zhì)量為m＝510－13 kg、電荷量為q＝110－8 C的帶正電的粒子(不計(jì)重力)從y軸上的某處靜止釋放． 圖10 (1)若粒子從坐標(biāo)(0，h1)點(diǎn)由靜止釋放，要使它經(jīng)過x軸下方時(shí)，不會(huì)進(jìn)入第三磁場區(qū)，h1應(yīng)滿足什么條件？ (2)若粒子從坐標(biāo)(0.5 cm)點(diǎn)由靜止釋放，求自釋放到第二次過x軸的時(shí)間． 答案　(1)h1<1.810－2 m　(2)3.57104 s 解析　

18、(1)粒子經(jīng)電場加速，經(jīng)過x軸時(shí)速度大小為v，滿足： Eqh1＝mv 之后進(jìn)入下方磁場區(qū)，依據(jù)題意可知運(yùn)動(dòng)半徑應(yīng)滿足： R1