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2019-2020年高三物理二輪復(fù)習(xí) 作業(yè)卷二十七 磁場(chǎng)3（含解析） 一 、單選題（本大題共6小題 。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的） 1.有一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)線框，質(zhì)量為m，由高度H處自由下落，如圖所示，其下邊ab進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域后，線圈開(kāi)始減速運(yùn)動(dòng)，直到其上邊cd剛好穿出磁場(chǎng)時(shí)，速度減為ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度的一半，此勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬度也是L，線框在穿越勻強(qiáng)磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的電熱是（ ） A．2mgL 　　 　　　　B．2mgL+mgH C 　　　　　　 D． 2.如圖所示，在MNQP中有一垂直紙面向里勻強(qiáng)磁場(chǎng)。質(zhì)量和電荷量都相等的帶電粒子a、b、c以不同的速率從O點(diǎn)沿垂直于PQ的方向射入磁場(chǎng)，圖中實(shí)線是它們的軌跡。已知O是PQ的中點(diǎn)，不計(jì)粒子重力。下列說(shuō)法中正確的是（ ） A．粒子a帶負(fù)電，粒子b、c帶正電 B．射入磁場(chǎng)時(shí)粒子a的速率最小 C．射出磁場(chǎng)時(shí)粒子b的動(dòng)能最小 D．粒子c在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng) 3.如圖甲所示，為一個(gè)質(zhì)量為m，電荷量為q的圓環(huán)，可在水平放置的足夠長(zhǎng)的粗糙細(xì)桿上滑動(dòng)細(xì)桿處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，（不計(jì)空氣阻力），現(xiàn)給圓環(huán)向右初速度，在以后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度圖象如圖乙所示。則圓環(huán)所帶的電性、勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B和圓環(huán)克服摩擦力所做的功w。（重力加速度為g） 乙 t O VO V VO/2 甲 A、圓環(huán)帶負(fù)電， B、圓環(huán)帶正電， C、圓環(huán)帶負(fù)電， D、圓環(huán)帶正電， 4.類比是物理學(xué)中常用的思想方法。狄拉克曾經(jīng)預(yù)言，自然界應(yīng)該存在只有一個(gè)磁極的磁單極子，其周圍磁感線呈均勻輻射狀分布，距離它r處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=(k為常數(shù))。磁單極S的磁場(chǎng)分布如圖甲所示，它與如圖乙所示負(fù)點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)分布相似。假設(shè)磁單極子S和負(fù)點(diǎn)電荷Q均固定，有一帶電小球分別在S和Q附近做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則關(guān)于小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的判斷不正確的是 A.若小球帶正電，其運(yùn)動(dòng)軌跡平面可在S正上方，如圖甲所示 B.若小球帶正電，其運(yùn)動(dòng)軌跡平面可在Q正下方，如圖乙所示 C.若小球帶負(fù)電，其運(yùn)動(dòng)軌跡平面可在S正上方，如圖甲所示 D.若小球帶負(fù)電，其運(yùn)動(dòng)軌跡平面可在Q正下方，如圖乙所示 5.如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，固定著兩根水平金屬導(dǎo)軌ab和cd，導(dǎo)軌平面與磁場(chǎng)方向垂直，導(dǎo)軌間距離為L(zhǎng)，在導(dǎo)軌左端a、c間連接一個(gè)阻值為R的電阻，導(dǎo)軌電阻可忽略不計(jì)。在導(dǎo)軌上垂直導(dǎo)軌放置一根金屬棒MN，其電阻為r，用外力拉著金屬棒向右勻速運(yùn)動(dòng)，速度大小為v。已知金屬棒MN與導(dǎo)軌接觸良好，且運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直。則在金屬棒MN運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中 A．金屬棒MN中的電流方向?yàn)橛蒑到N B．電阻R兩端的電壓為BLv C．金屬棒MN受到的安培力大小為 D．電阻R產(chǎn)生焦耳熱的功率為 6.如圖所示，正方形abcd區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，O點(diǎn)是cd邊的中點(diǎn)一個(gè)帶正電的粒子（重力忽略不計(jì)）若從O點(diǎn)沿紙面以垂直于cd邊的速度射入正方形內(nèi)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t0剛好從c點(diǎn)射出磁場(chǎng).現(xiàn)設(shè)法使該帶電粒子從O點(diǎn)沿紙面以與Od成30的方向（如圖中虛線所示），以各種不同的速率射入正方形內(nèi)，那么下列說(shuō)法中正確的是 A．該帶電粒子不可能剛好從正方形的某個(gè)頂點(diǎn)射出磁場(chǎng) B．若該帶電粒子從ab邊射出磁場(chǎng)，它在磁場(chǎng)中經(jīng)歷的時(shí)間可能是t0 C．若該帶電粒子從bc邊射出磁場(chǎng)，它在磁場(chǎng)中經(jīng)歷的時(shí)間可能是 D．若該帶電粒子從cd邊射出磁場(chǎng)，它在磁場(chǎng)中經(jīng)歷的時(shí)間一定是 二 、多選題（本大題共1小題 ） 7.圖中裝置可演示磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用。電磁鐵上下兩磁極之間某一水平面固定兩條平行金屬導(dǎo)軌，L是置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌垂直的金屬桿。當(dāng)磁鐵線圈兩端a、b，導(dǎo)軌兩端e、f，分別接到兩個(gè)不同的直流電源上時(shí)，L便在導(dǎo)軌上滑動(dòng)。下列說(shuō)法正確的是 A．若a接正極，b接負(fù)極，e接負(fù)極，f接正極，則L向右滑動(dòng) B．若a接正極，b接負(fù)極，e接正極，f接負(fù)極，則L向右滑動(dòng) C．若a接負(fù)極，b接正極，e接正極，f接負(fù)極，則L向左滑動(dòng) D．若a接負(fù)極，b接正極，e接負(fù)極，f接正極，則L向左滑動(dòng) 三 、簡(jiǎn)答題（本大題共2小題 ） 8.（xx山東高考真題）如圖所示，直徑分別為D和2D的同心圓處于同一豎直面內(nèi)，O為圓心，GH為大圓的水平直徑。兩圓之間的環(huán)形區(qū)域（Ⅰ區(qū)）和小圓內(nèi)部（Ⅱ區(qū)）均存在垂直圓面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。間距為d的兩平行金屬極板間有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，上極板開(kāi)有一小孔。一質(zhì)量為m，電量為+q的粒子由小孔下方d/2處?kù)o止釋放，加速后粒子以豎直向上的速度v射出電場(chǎng)，由點(diǎn)緊靠大圓內(nèi)側(cè)射入磁場(chǎng)。不計(jì)粒子的重力。 （1）求極板間電場(chǎng)強(qiáng)度的大小； （2）若粒子運(yùn)動(dòng)軌跡與小圓相切，求區(qū)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大??； （3）若Ⅰ區(qū)，Ⅱ區(qū)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小分別為2mv/qD，4mv/qD，粒子運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后再次經(jīng)過(guò)H點(diǎn)，求這段時(shí)間粒子運(yùn)動(dòng)的路程。 9.（xx江蘇高考真題）一臺(tái)質(zhì)譜儀的工作原理如圖所示，電荷量均為+q、質(zhì)量不同的離子飄入電壓為的加速電場(chǎng)，其初速度幾乎為零，這些離子經(jīng)過(guò)加速后通過(guò)狹縫O沿著與磁場(chǎng)垂直的方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，最后打在底片上，已知放置底片區(qū)域已知放置底片的區(qū)域MN =L，且OM =L。某次測(cè)量發(fā)現(xiàn)MN中左側(cè)區(qū)域MQ損壞，檢測(cè)不到離子，但右側(cè)區(qū)域QN仍能正常檢測(cè)到離子. 在適當(dāng)調(diào)節(jié)加速電壓后，原本打在MQ的離子即可在QN檢測(cè)到。 （1）求原本打在MN中點(diǎn)P的離子質(zhì)量m； （2）為使原本打在P的離子能打在QN區(qū)域，求加速電壓U的調(diào)節(jié)范圍； （3）為了在QN區(qū)域?qū)⒃敬蛟贛Q區(qū)域的所有離子檢測(cè)完整，求需要調(diào)節(jié)U的最少次數(shù)。（?。唬? xx萬(wàn)卷作業(yè)卷（二十七）答案解析 一 、單選題 1.【答案】C 解析：線圈在穿越磁場(chǎng)過(guò)程中，由動(dòng)能定理 而， 2.【答案】D 【命題立意】考查帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 【解析】根據(jù)若a、b、c均為正電荷,運(yùn)動(dòng)電荷所受洛倫茲力方向即可判斷出a、b、c向均應(yīng)向左偏轉(zhuǎn)，與b、c偏轉(zhuǎn)方向?qū)嶋H相反，因此粒子a帶正電，粒子b、c帶負(fù)電，故A錯(cuò)誤； 帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由洛倫茲力提供，即： ，解得，由此可得知，當(dāng)速度越大時(shí)，軌道半徑越大，射入磁場(chǎng)時(shí)粒子c的速率最小，動(dòng)能最小，故B、C均錯(cuò)誤；粒子運(yùn)動(dòng)的周期為，故粒子在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)角越大，運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)，故D正確。 3.【答案】B 解：因圓環(huán)最后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)左手定則正電荷 在豎直方向上平衡得 動(dòng)能定理得，圓環(huán)克服摩擦力所做的功w 4.【答案】B 5.【答案】C 6.【答案】D 二 、多選題 7.【答案】AD 三 、簡(jiǎn)答題 8.【答案】（1）（2）或（3）5.5πD 【解析】（1）離子在電場(chǎng)中，根據(jù)動(dòng)能定理，，解得 （2）若粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡與小圓相切，則當(dāng)內(nèi)切時(shí)，半徑為 由，解得 則當(dāng)外切時(shí)，半徑為 由，解得 （3）若Ⅰ區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，則粒子運(yùn)動(dòng)的半徑為；Ⅱ區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，則粒子運(yùn)動(dòng)的半徑為； 設(shè)粒子在Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)做圓周運(yùn)動(dòng)的周期分別為T(mén)1、T2，由運(yùn)動(dòng)公式可得： ； 據(jù)題意分析，粒子兩次與大圓相切的時(shí)間間隔內(nèi)，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，根據(jù)對(duì)稱性可知，Ⅰ區(qū)兩段圓弧所對(duì)的圓心角相同，設(shè)為，Ⅱ區(qū)內(nèi)圓弧所對(duì)圓心角為，圓弧和大圓的兩個(gè)切點(diǎn)與圓心O連線間的夾角設(shè)為，由幾何關(guān)系可得：；； 粒子重復(fù)上述交替運(yùn)動(dòng)回到H點(diǎn)，軌跡如圖所示，設(shè)粒子在Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)做圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間分別為t1、t2，可得：； 設(shè)粒子運(yùn)動(dòng)的路程為s，由運(yùn)動(dòng)公式可知：s=v(t1+t2) 聯(lián)立上述各式可得：s=5.5πD 9.【答案】（1） （2） （3）3次 【解析】（1）離子在電場(chǎng)中加速： 在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)： 解得： 代入，解得 （2）由（1）知，U=離子打在Q點(diǎn) 離子打在N點(diǎn)r=L，，則電壓的范圍 （3）由（1）可知，r正比于 有題意知，第一次調(diào)節(jié)電壓到，使原本Q點(diǎn)的離子打在N點(diǎn) 此時(shí)，原本半徑為的打在Q的離子打在Q上 解得 第二次調(diào)節(jié)電壓到，原本打在Q的離子打在N點(diǎn)，半徑為r的打在Q的離子打在Q上，則：， 解得 同理，第n次調(diào)節(jié)電壓，有 潔廁完整，有 則解得n≥≈2.8 最少次數(shù)為3次