2019-2020年高考物理大一輪復(fù)習(xí)講義 第八章 章末限時(shí)練(含解析) 新人教版.doc
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2019-2020年高考物理大一輪復(fù)習(xí)講義 第八章 章末限時(shí)練(含解析) 新人教版 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)正確,也可能有多個(gè)選項(xiàng)正確) 1.根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式B=F/(IL),下列說(shuō)法中正確的是 ( ) A.在磁場(chǎng)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(chǎng)力F=0,那么該處的B一定為零 C.磁場(chǎng)中某處B的方向跟電流在該處受磁場(chǎng)力F的方向相同 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(chǎng)力F也一定為零 答案 D 解析 磁感應(yīng)強(qiáng)度是表征磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量,磁場(chǎng)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(chǎng)本身決定,與磁場(chǎng)中是否有通電導(dǎo)體、及導(dǎo)體的長(zhǎng)度、電流強(qiáng)度的大小、以及磁場(chǎng)作用力的大小無(wú)關(guān),A錯(cuò)誤;若電流方向與磁場(chǎng)方向在一條直線上,通電導(dǎo)體將不受到磁場(chǎng)力的作用,因此在某處磁場(chǎng)力為零,并不能說(shuō)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(chǎng)力的方向垂直于磁場(chǎng)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(méi)有磁場(chǎng)的空間,當(dāng)然不受磁場(chǎng)力的作用,D正確. 2.如圖1所示,A、B、C是等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn),O是A、B連線的中點(diǎn).以O(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn),A、B連線為x軸,O、C連線為y軸,建立坐標(biāo)系.過(guò)A、B、C、O四個(gè)點(diǎn)各有一條長(zhǎng)直導(dǎo)線垂直穿過(guò)紙面,導(dǎo)線中通有大小相等、方向向里的電流.則過(guò)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x軸負(fù)方向 答案 A 解析 由題圖可知,過(guò)A點(diǎn)和B點(diǎn)的通電導(dǎo)線對(duì)過(guò)O點(diǎn)的通電導(dǎo)線的安培力等大反向,過(guò)C點(diǎn)的通電導(dǎo)線對(duì)過(guò)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)正確. 3.如圖2所示,長(zhǎng)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(chǎng)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(shì)高于b處電勢(shì) 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(shì)高于下表面的電勢(shì) 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 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)面不存在電勢(shì)差,但a處離子濃度大于b處離子濃度,只有B正確. 4.如圖3所示,為一圓形區(qū)域的勻強(qiáng)磁場(chǎng),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(chǎng),帶電粒子2從B點(diǎn)飛出磁場(chǎng),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(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間比值為2∶1 D.帶電粒子1與帶電粒子2在磁場(chǎng)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(chǎng)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正確,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;帶電粒子1與帶電粒子2在磁場(chǎng)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(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度為E;在第一、四象限內(nèi)分 別存在如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng),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(chǎng),恰好與y軸成45角射出電場(chǎng),再經(jīng)過(guò)一段時(shí)間又恰好垂直于x軸進(jìn)入下面的磁場(chǎng).已知O、P之間的距離為d,則帶電粒子 ( ) 圖4 A.在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 B.在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為d C.自進(jìn)入磁場(chǎng)至第二次經(jīng)過(guò)x軸所用時(shí)間為 D.從進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),粒子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中第二次經(jīng)過(guò)x軸的時(shí)間為 答案 D 解析 粒子在電場(chǎng)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(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為.由題意知,進(jìn)入磁場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)至第二次經(jīng)過(guò)x軸的時(shí)間為t=t1+t2=,從進(jìn)入電場(chǎng)到第二次經(jīng)過(guò)x軸的時(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(chǎng).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(chǎng)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(chǎng)方向開(kāi)始運(yùn)動(dòng),不計(jì)重力的作用,不計(jì)磁場(chǎng)的變化及可能產(chǎn)生的一切其他影響.則在磁場(chǎng)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==0.02 s,R==0.01 m,又t=510-3 s=,而磁場(chǎng)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(chǎng),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(chǎng)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(zhǎng) C.這些離子的比荷為= D.當(dāng)離子沿y軸正方向射入磁場(chǎng)時(shí)會(huì)經(jīng)過(guò)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(zhǎng),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(zhǎng),ON恰好為粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的直徑,故其會(huì)經(jīng)過(guò)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(chǎng),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(chǎng),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(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間將增大 C.僅將磁場(chǎng)方向改為垂直于紙面向外,粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間不變 D.僅減少帶正電粒子速度,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(chǎng)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(chǎng)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(chǎng),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(guò)移動(dòng)滑動(dòng)頭P可以改變極板MN間的電壓.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(zhǎng)=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(guò)y軸進(jìn)入磁場(chǎng),經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后射出磁場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)時(shí)速度的大??; (3)滑動(dòng)頭P的位置不同則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間也不同,求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間. 圖9 答案 (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(chǎng),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(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間可能最長(zhǎng). 此時(shí)vy′=t=2104 m/s v′==2104 m/s 與y軸的夾角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(chǎng) 由qBv′=m得粒子在磁場(chǎng)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(zhǎng)線上,由于R<0.3 m,所以粒子從y軸射出,且此粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng),轉(zhuǎn)過(guò)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GH左邊存在著正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和交變磁場(chǎng),電場(chǎng)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(guò)平臺(tái)后,垂直于邊界GH在t=T/4時(shí)刻進(jìn)入復(fù)合場(chǎng),剛進(jìn)入復(fù)合場(chǎng)時(shí)磁場(chǎng)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(guò)程沒(méi)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(chǎng)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; (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(shì)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(chǎng),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(guò)半個(gè)圓周到達(dá)O點(diǎn),碰后再經(jīng)過(guò)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(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速度,由牛頓第二定律有:qvB0=m 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(guò)程無(wú)能量損失, 有mv2=mv′2+Ek ⑨ 物塊由C運(yùn)動(dòng)到D的過(guò)程由能量守恒定律得:Ek=Ffs+Ep ⑩ 聯(lián)立⑤⑧⑨⑩解得 Ep=-Ffs 11.(18分)如圖10所示,在x軸上方有一豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域,電場(chǎng)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(chǎng)區(qū)域,其寬度均為d1=3 cm,相鄰兩磁場(chǎng)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?kù)o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(guò)x軸下方時(shí),不會(huì)進(jìn)入第三磁場(chǎng)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(guò)x軸的時(shí)間. 答案 (1)h1<1.810-2 m (2)3.57104 s 解析 (1)粒子經(jīng)電場(chǎng)加速,經(jīng)過(guò)x軸時(shí)速度大小為v,滿足: Eqh1=mv 之后進(jìn)入下方磁場(chǎng)區(qū),依據(jù)題意可知運(yùn)動(dòng)半徑應(yīng)滿足: R1- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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