高考物理總復(fù)習(xí)八磁場講與練配套單元綜合測試新課標

1、單元綜合測試八 ( 磁場 )本試卷分第卷( 選擇題 ) 和第卷 ( 非選擇題 ) 兩部分， 試卷滿分為100 分考試時間為90 分鐘第卷 ( 選擇題，共40 分)一、選擇題 ( 本題共 10 小題，每題4 分，共 40 分有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確，把正確選項前的字母填在題后的括號內(nèi))1下列關(guān)于電場和磁場的說法中正確的是()a電場線和磁感線都是封閉曲線b電場線和磁感線都是不封閉曲線c通電導(dǎo)線在磁場中一定受到磁場力的作用d電荷在電場中一定受到電場力的作用解析： 磁感線是封閉曲線，電場線不是封閉曲線，選項a、b 均錯；當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場方向平行時， 不受磁場力的作用，但電荷在電

2、場中一定受到電場力的作用，選項 c 錯誤而選項 d 正確答案： d圖 12如圖 1 所示，一根質(zhì)量為m的金屬棒 ac用軟線懸掛在磁感應(yīng)強度為b 的勻強磁場中，通入 a c方向的電流時，懸線張力不為零，欲使懸線張力為零，可以采用的辦法是()a不改變電流和磁場方向，適當(dāng)增大電流b只改變電流方向，并適當(dāng)減小電流c不改變磁場和電流方向，適當(dāng)減小磁感應(yīng)強度d只改變磁場方向，并適當(dāng)減小磁感應(yīng)強度解析： 通入 a c方向的電流時， 由左手定則可知，安培力方向垂直金屬棒向上，2t f安 mg， f 安 bil ；欲使懸線張力為零，需增大安培力，但不能改變安培力的方向，只有選項 a 符合要求答案： a3速率相同

3、的電子垂直磁場方向進入四個不同的磁場，其軌跡如圖所示，則磁場最強的是 ()用心愛心專心1v2mv解析： 由 qvbmr 得 r qb，速率相同時，半徑越小，磁場越強，選項d 正確答案： d圖 24如圖 2 所示，用絕緣輕繩懸吊一個帶正電的小球，放在勻強磁場中現(xiàn)把小球拉至懸點右側(cè) a 點，輕繩被水平拉直，靜止釋放后，小球在豎直平面內(nèi)來回擺動在小球運動過程中，下列判斷正確的是()a小球擺到懸點左側(cè)的最高點與a 點應(yīng)在同一水平線上b小球每次經(jīng)過最低點時所受洛倫茲力大小相等c小球每次經(jīng)過最低點時所受洛倫茲力方向相同d小球每次經(jīng)過最低點時輕繩所受拉力大小相等解析： 由洛倫茲力不做功，小球機械能守恒，小球

4、在最低點的速度相等，選項a、 b 均正確；設(shè)小球在最低點的速度為v，從右側(cè)擺下時，在最低點受洛倫茲力的方向豎直向下，1v22且 t qvb mg ml ；從左側(cè)擺下時，在最低點受洛倫茲力的方向豎直向上，且t qvbv2mg ml ； t1 t2，選項 c、 d均錯答案： ab圖 35回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其主體部分是兩個d形金屬盒兩金屬盒處在垂直于盒底的勻強磁場中，并分別與高頻交流電源兩極相連接，從而使粒子每次經(jīng)過兩盒間的狹縫時都得到加速，如圖所示 現(xiàn)要增大帶電粒子從回旋加速器射出時的動能，下列方法可行的是 ()a減小磁場的磁感應(yīng)強度b減小狹縫間的距離用心愛心專心2c增大高頻交流電壓

5、d增大金屬盒的半徑解析： 設(shè)粒子的最終速度為，由mvk1 2得kqbr 2，粒子的動能與交v及2mv2mrqbee流電壓無關(guān)，選項 d可使射出的粒子動能增大答案： d6質(zhì)量為 m、帶電荷量為 q 的粒子 ( 忽略重力 ) 在磁感應(yīng)強度為b 的勻強磁場中做勻速圓周運動，形成空間環(huán)形電流已知粒子的運動速率為v、半徑為 r、周期為 t，環(huán)形電流的大小為 i . 則下面說法中正確的是()a該帶電粒子的比荷為q brvmb在時間 t 內(nèi)，粒子轉(zhuǎn)過的圓弧對應(yīng)的圓心角為qbt mc當(dāng)速率 v 增大時，環(huán)形電流的大小i 保持不變d當(dāng)速率 v 增大時，運動周期t 變小2qv2 mmv，得a 錯誤；在磁場中運動周

6、期t解析： 在磁場中，由 qvbr，選項qb與m br速率無關(guān)，選項 d錯誤；在時間t 內(nèi)，粒子轉(zhuǎn)過的圓弧對應(yīng)的圓心角tqbt t2 m ，選qbq2，與速率無關(guān)，選項c 正確項 b 正確；電流定義 i t2m答案： bc圖 47如圖 4 所示，質(zhì)量為m、帶電荷量為 q 的 p 環(huán)套在固定的水平長直絕緣桿上，整個裝置處在垂直于桿的水平勻強磁場中，mg磁感應(yīng)強度大小為 b. 現(xiàn)給環(huán)一向右的初速度v0( v0qb) ，則 ()a環(huán)將向右減速，最后勻速b環(huán)將向右減速，最后停止運動c從環(huán)開始運動到最后達到穩(wěn)定狀態(tài)，損失的機械能是1 022mv121 mg 2d從環(huán)開始運動到最后達到穩(wěn)定狀態(tài)，損失的機械

7、能是2mv02m( qb)用心愛心專心3圖 5解析： 由題意可知 qv0bmg，受力分析如圖5 所示水平方向物體做減速運動，f fn () ，當(dāng)，即vmga、d 正時， n 0，之后物體做勻速直線運動，選項qvbmgqvbmgqbf確而 b、 c錯誤答案： ad圖 68如圖 6 所示，圓柱形區(qū)域的橫截面在沒有磁場的情況下，帶電粒子( 不計重力 ) 以某一初速度沿截面直徑方向入射時，穿過此區(qū)域的時間為t ；若該區(qū)域加沿軸線方向的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為b，帶電粒子仍以同一初速度沿截面直徑入射，粒子飛出此區(qū)域時，速度方向偏轉(zhuǎn)了 /3 ，根據(jù)上述條件可求得的物理量為()a帶電粒子的初速度b帶電粒子在磁

8、場中運動的半徑c帶電粒子在磁場中運動的周期d帶電粒子的比荷圖 7解析： 設(shè)圓柱形區(qū)域的半徑為r，粒子的初速度為v2r，則 v t ，由于 r未知，無法求00出帶電粒子的初速度，選項a 錯誤；若加上磁場， 粒子在磁場中的軌跡如圖7 所示，設(shè)運動2 r軌跡半徑為 r ，運動周期為t，則 t v0，速度方向偏轉(zhuǎn)了 /3 ，由幾何關(guān)系得，軌跡圓弧所對的圓心角 /3 ， r 3r，聯(lián)立以上式子得t3 t ；由 t2 m/ qb得 q/ m用心愛心專心42，故選項 c、d 正確；由于r未知，無法求出帶電粒子在磁場中做圓周運動的半徑，選3bt項 b 錯誤答案： cd圖 89如圖 8 所示，為豎直平面內(nèi)的光滑

9、絕緣軌道，其中ab為傾斜直軌道，為與abcbcab 相切的圓形軌道，并且圓形軌道處在勻強磁場中，磁場方向垂直紙面向里質(zhì)量相同的甲、乙、丙三個小球中，甲球帶正電、乙球帶負電、丙球不帶電，現(xiàn)將三個小球在軌道ab上分別從不同高度處由靜止釋放，都恰好通過圓形軌道的最高點，則()a經(jīng)過最高點時，三個小球的速度相等b經(jīng)過最高點時，甲球的速度最小c甲球的釋放位置比乙球的高d運動過程中三個小球的機械能均保持不變mv甲2mv乙2解析： 恰好過最高點，對甲球：mg qv 甲 b r ；對乙球： mg qv 乙 b r ；對丙球：mv丙2，故v甲 丙 乙 ，故選項 a、 b 均錯洛倫茲力不做功，故運動過程中三個小球

10、的mgrvv機械能均保持不變，選項c、d 均正確答案： cd10如圖所示，虛線框中存在勻強電場e 和勻強磁場b，它們相互正交或平行有一個帶負電的小球從該復(fù)合場上方的某一高度處自由落下，那么，帶電小球可能沿直線通過下列的哪些復(fù)合場區(qū)域()解析：帶電小球要沿直線通過復(fù)合場區(qū)域， 則受力必須平衡， 分析剛進復(fù)合場時的受力就可得 c、d 正確用心愛心專心5答案： cd第卷 ( 非選擇題，共60 分 )二、填空題 ( 本題共 2 小題，每題8 分，共 16 分 )11實驗室里可以用圖9 甲所示的小羅盤估測條形磁鐵磁場的磁感應(yīng)強度方法如圖乙所示， 調(diào)整羅盤， 使小磁針靜止時n 極指向羅盤上的零刻度( 即正

11、北方向 ) ，將條形磁鐵放在羅盤附近， 使羅盤所在處條形磁鐵的方向處于東西方向上，此時羅盤上的小磁針將轉(zhuǎn)過一定角度若已知地磁場的水平分量bx，為計算羅盤所在處條形磁鐵磁場的磁感應(yīng)強度b，則只需知道 _，磁感應(yīng)強度的表達式為b _.圖 9答案： 羅盤上指針的偏轉(zhuǎn)角bxtan 12如圖 10 所示，空間有一垂直紙面向外的磁感應(yīng)強度為0.5t 的勻強磁場， 一質(zhì)量為0.2 kg且足夠長的絕緣木板靜止在光滑水平面上，在木板左端無初速度放置一質(zhì)量為0.1kg、電荷量q 0.2 c的滑塊，滑塊與絕緣木板之間的動摩擦因數(shù)為0.5 ，滑塊受到的最大靜摩擦力可認為等于滑動摩擦力現(xiàn)對木板施加方向水平向左，大小為0

12、.6 n的恒力， g取 10 m/s 2，則木板的最大加速度為_；滑塊的最大速度為_圖 10解析： 開始滑塊與板一起勻加速，剛發(fā)生相對滑動時整體的加速度a f 2 m/s 2，m m對滑塊 ( mg qvb) ma，代入數(shù)據(jù)可得此時刻的速度為6 m/s. 此后滑塊做加速度減小的加速運動，最終勻速qvb代入數(shù)據(jù)可得此時刻的速度為10 m/s. 而板做加速度增加的加mg速運動，最終勻加速板的加速度f2 3 m/sam答案： 3 m/s 210 m/s三、計算題 ( 本題共 4 小題， 13、 14 題各 10 分， 15、 16 題各 12 分，共 44 分，計算時必須有必要的文字說明和解題步驟，

13、有數(shù)值計算的要注明單位)用心愛心專心6圖 1113有兩個相同的全長電阻為9 的均勻光滑圓環(huán)，固定于一個絕緣的水平臺面上，兩環(huán)分別在兩個互相平行的、相距為20 cm 的豎直面內(nèi)，兩環(huán)的連心線恰好與環(huán)面垂直，兩環(huán)面間有方向豎直向下的磁感應(yīng)強度b0.87 t 的勻強磁場， 兩球的最高點a 和 c間接有一內(nèi)阻為 0.5 的電源，連接導(dǎo)線的電阻不計今有一根質(zhì)量為10 g ，電阻為1.5 的棒置于兩環(huán)內(nèi)側(cè)且可順環(huán)滑動，而棒恰好靜止于如圖11 所示的水平位置，它與圓弧的兩接觸點 p、 q和圓弧最低點間所夾的弧對應(yīng)的圓心角均為 60，取重力加速度g 10 m/s 2.試求此電源電動勢e的大小圖 12解析： 在

14、圖中，從左向右看，棒pq的受力如圖 12所示，棒所受的重力和安培力fb 的合力與環(huán)對棒的彈力n 是一對平衡力，且btan 3mgffmg3mg而 fb ibl，所以 i bl310 10310a 1 a0.87 0.299在右圖所示的電路中兩個圓環(huán)分別連入電路中的電阻為3 3r，則 r 2 9由閉合電路歐姆定律得(r 2 r棒 )e ir 1(0.5 22 1.5) v 6 v答案： 6 v圖 1314(2011 石家莊模擬) 如圖 13 所示，勻強磁場中放置一與磁感線平行的薄鉛板，一用心愛心專心7個帶電粒子進入勻強磁場，以半徑r1 20 cm 做勻速圓周運動第一次垂直穿過鉛板后以半徑 r2

15、19 cm 做勻速圓周運動，則帶電粒子能夠穿過鉛板的次數(shù)是多少？解析：粒子每穿過鉛板一次損失的動能都相同，但是粒子每穿過鉛板一次其速度的減少卻是不同的，速度大時，其速度變化量小；速度小時，速度變化量大但是粒子每次穿過鉛板時受鉛板的阻力相同，所以粒子每次穿過鉛板克服阻力做的功相同，因而每次穿過鉛板損失的動能相同粒子每穿過鉛板一次損失的動能為：1 212q2b222)e mv mv ( r rk1222m122粒子穿過鉛板的次數(shù)為：12mv1221nk r1r 10.26次，取 n10 次 r2e22答案： 10圖 1415(2010 四川高考 ) 如圖 14 所示，電源電動勢e0 15 v，內(nèi)阻

16、 r 0 1 ，電阻 r1 30， r2 60. 間距 d0.2 m的兩平行金屬板水平放置，板間分布有垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強度 b 1 t 的勻強磁場閉合開關(guān)s，板間電場視為勻強電場，將一帶正電的小球以初速度 v 0.1 m/s沿兩板間中線水平射入板間設(shè)滑動變阻器接入電路的阻值為rx，忽略空氣對小球的作用，取g 10 m/s 2.(1) 當(dāng) rx 29 時，電阻 r2 消耗的電功率是多大？(2) 若小球進入板間做勻速圓周運動并與板相碰，碰時速度與初速度的夾角為60，則rx 是多少？解析： (1) 設(shè) r1 和 r2 的并聯(lián)電阻為r，有r1r2rr1 r2e0rr1 兩端的電壓為：u r 0

17、r rxu2r2 消耗的電功率為：pr2當(dāng) rx 29 時，聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)，得p 0.6 w (2) 設(shè)小球質(zhì)量為m，電荷量為q，小球做勻速圓周運動時，有：qe mg用心愛心專心8ue d設(shè)小球做圓周運動的半徑為r ，有mv2qvb r 由幾何關(guān)系有r d聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)，解得xr 54 . 答案： (1)0.6 w(2)54 16(2010 北京高考 ) 利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件以及傳感器，廣泛應(yīng)用于測量和自動控制等領(lǐng)域如圖 15 甲，將一金屬或半導(dǎo)體薄片垂直置于磁場b中，在薄片的兩個側(cè)面、間通以a b電流 i 時，另外兩側(cè)c、 f 間產(chǎn)生電勢差，這一現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)其原因是薄片中的移動

18、電荷受洛倫茲力的作用向一側(cè)偏轉(zhuǎn)和積累，于是c、f間建立起電場eh，同時產(chǎn)生霍爾電勢差h. 當(dāng)電荷所受的電場力與洛倫茲力處處相等時，h 和h 達到穩(wěn)定值，h 的大小與i和bueuuib以及霍爾元件厚度d 之間滿足關(guān)系式uhrh d ，其中比例系數(shù)rh稱為霍爾系數(shù)， 僅與材料性質(zhì)有關(guān)(1) 設(shè)半導(dǎo)體薄片的寬度 ( c、f 間距 ) 為 l ，請寫出 uh和 eh 的關(guān)系式；若半導(dǎo)體材料是電子導(dǎo)電的，請判斷圖 15 甲中 c、 f 哪端的電勢高；(2) 已知半導(dǎo)體薄片內(nèi)單位體積中導(dǎo)電的電子數(shù)為，電子的電荷量為e，請導(dǎo)出霍爾系n數(shù) rh 的表達式 ( 通過橫截面積 s 的電流 i nevs，其中 v 是導(dǎo)電電子定向移動的平均速率) ；圖 15(3) 圖 15 乙是霍爾測速儀的示意圖， 將非磁性圓盤固定在轉(zhuǎn)軸上， 圓盤的周邊等距離地嵌裝著 m個永磁體， 相鄰永磁體的極性相反霍爾元件置于被測圓盤的邊緣附近當(dāng)圓盤勻速轉(zhuǎn)動時，霍爾元件輸出的電壓脈沖信號圖象如圖15 丙所示用心愛心專心9a若在時間t 內(nèi)，霍爾元件輸出的脈沖數(shù)目為p，請導(dǎo)出