2019年物理大復(fù)習(xí)江蘇專版文檔第八章 磁場(chǎng) 章末自測(cè)卷（第八章） 含答案

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精章末自測(cè)卷(第八章）（限時(shí)：45分鐘)一、單項(xiàng)選擇題1．關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度B，下列說法正確的是()A．根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式B＝eq\f（F,IL）可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度B與F成正比,與IL成反比B．一小段通電導(dǎo)線放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為零處，它所受的磁場(chǎng)力一定為零C．一小段通電導(dǎo)線在某處不受磁場(chǎng)力的作用，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零D．磁場(chǎng)中某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向,與通電導(dǎo)線在該處所受磁場(chǎng)力的方向相同答案B2．(2018·銅山中學(xué)模擬)在玻璃皿的中心放一個(gè)圓柱形電極B,沿邊緣內(nèi)壁放一個(gè)圓環(huán)形電極A,把A、B分別與電源的兩極相連，然后在玻璃皿中放入導(dǎo)電液體，現(xiàn)把玻璃皿放在如圖1所示的磁場(chǎng)中,液體就會(huì)旋轉(zhuǎn)起來．若從上向下看,下列判斷正確的是（)圖1A．A接電源正極，B接電源負(fù)極，液體順時(shí)針旋轉(zhuǎn)B．A接電源負(fù)極，B接電源正極,液體順時(shí)針旋轉(zhuǎn)C．A、B與50Hz的交流電源相接，液體持續(xù)旋轉(zhuǎn)D．僅磁場(chǎng)的N、S極互換后，重做該實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)液體旋轉(zhuǎn)方向不變答案A解析若A接電源正極,B接電源負(fù)極，在電源外部電流由正極流向負(fù)極，因此電流由邊緣流向中心，玻璃皿所在處的磁場(chǎng)豎直向下，由左手定則可知，導(dǎo)電液體受到的磁場(chǎng)力沿順時(shí)針方向，因此液體沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，故A正確；同理，若A接電源負(fù)極，B接電源正極，根據(jù)左手定則可知,液體沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，故B錯(cuò)誤;A、B與50Hz的交流電源相接，液體不會(huì)持續(xù)旋轉(zhuǎn)，故C錯(cuò)誤;若磁場(chǎng)的N、S極互換后，重做該實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)液體旋轉(zhuǎn)方向變化,故D錯(cuò)誤．3．不計(jì)重力的兩個(gè)帶電粒子M和N沿同一方向經(jīng)小孔S垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)中的徑跡如圖2.分別用vM與vN、tM與tN、eq\f（qM,mM)與eq\f（qN,mN）表示它們的速率、在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間、荷質(zhì)比，則()圖2A．如果eq\f(qM，mM)＝eq\f(qN,mN)，則vM〉vNB．如果eq\f（qM,mM）＝eq\f（qN，mN)，則tM<tNC．如果vM＝vN，則eq\f（qM,mM)>eq\f（qN,mN)D．如果tM＝tN，則eq\f(qM,mM）>eq\f(qN,mN）答案A解析由洛倫茲力提供向心力可得qvB＝meq\f（v2,r），eq\f(q,m）＝eq\f(v，rB），由它們?cè)诖艌?chǎng)中的軌跡可知，兩個(gè)帶電粒子M和N軌跡的半徑關(guān)系為rM〉rN，如果eq\f（qM，mM）＝eq\f（qN,mN），則vM〉vN，選項(xiàng)A正確；兩個(gè)帶電粒子M和N在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中軌跡均為半個(gè)圓周，運(yùn)動(dòng)時(shí)間均為半個(gè)周期，由T＝eq\f(2πm，qB）可知，如果eq\f(qM,mM)＝eq\f（qN,mN)，則兩個(gè)帶電粒子M和N在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)周期相等，tM＝tN,選項(xiàng)B錯(cuò)誤，同理，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；由qvB＝meq\f（v2，r)，可解得v＝eq\f（rBq，m)。如果vM＝vN,則eq\f(qM,mM）〈eq\f（qN,mN）,選項(xiàng)C錯(cuò)誤．4．（2018·黃橋中學(xué)月考)如圖3所示，兩豎直平行板間同時(shí)存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E、方向水平向左，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向與電場(chǎng)垂直且水平向里．一帶電液滴以豎直向下的初速度v0＝eq\f（E,B)進(jìn)入電、磁場(chǎng)區(qū)域，最終能飛出該區(qū)域，則液滴在電、磁場(chǎng)中（）圖3A．做勻速直線運(yùn)動(dòng)B．做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)C．運(yùn)動(dòng)速度逐漸減小D．機(jī)械能逐漸減小答案D5．（2017·如皋市調(diào)研）電動(dòng)自行車是一種應(yīng)用廣泛的交通工具，其速度控制是通過轉(zhuǎn)動(dòng)右把手實(shí)現(xiàn)的，這種轉(zhuǎn)動(dòng)把手稱“霍爾轉(zhuǎn)把”，屬于傳感器非接觸控制,轉(zhuǎn)把內(nèi)部有永久磁鐵和霍爾器件等，截面如圖4甲所示，開啟電源時(shí)，在霍爾器件的上下面之間加一定的電壓，形成電流,如圖乙．隨著轉(zhuǎn)把的轉(zhuǎn)動(dòng)，其內(nèi)部的永久磁鐵也跟著轉(zhuǎn)動(dòng)，霍爾器件能輸出控制車速的電壓,已知電壓與車速關(guān)系如圖丙．以下關(guān)于“霍爾轉(zhuǎn)把"敘述正確的是(）圖4A．為提高控制的靈敏度，永久磁鐵的上、下端分別為N、S極B．按圖甲順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)車的右把手,車速將變快C．圖乙中從霍爾器件的左右側(cè)面輸出控制車速的霍爾電壓D．若霍爾器件的上下面之間所加電壓正負(fù)極性對(duì)調(diào),將影響車速控制答案B解析由于在霍爾器件的上下面之間加一定的電壓,形成電流,當(dāng)永久磁鐵的上下端分別為N、S極時(shí)，磁場(chǎng)與電子的移動(dòng)方向近似平行，則電子幾乎不受洛倫茲力作用，那么霍爾器件不能輸出控制車速的電勢(shì)差,故A錯(cuò)誤；當(dāng)按題圖甲順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)把手，導(dǎo)致霍爾器件周圍的磁場(chǎng)增加，那么霍爾器件輸出控制車速的電勢(shì)差增大，因此車速變快，故B正確；根據(jù)題意，結(jié)合題圖乙的示意圖，那么永久磁鐵的N、S極可能在左、右側(cè)面，或在前、后表面，因此從霍爾器件輸出控制車速的電勢(shì)差，不一定在霍爾器件的左右側(cè)面，也可能在前后表面，故C錯(cuò)誤；當(dāng)霍爾器件的上下面之間所加電壓正負(fù)極性對(duì)調(diào)，從霍爾器件輸出控制車速的電勢(shì)差正負(fù)號(hào)相反，但由題圖丙可知，不會(huì)影響車速控制,故D錯(cuò)誤；故選B。二、多項(xiàng)選擇題6.如圖5所示,一帶電小球在一正交電場(chǎng)、磁場(chǎng)區(qū)域里做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)方向豎直向下，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，則下列說法正確的是（）圖5A．小球一定帶正電B．小球一定帶負(fù)電C．小球的繞行方向?yàn)轫槙r(shí)針D．改變小球的速度大小,小球?qū)⒉蛔鰣A周運(yùn)動(dòng)答案BC7.（2017·泰州二中月考)如圖6所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域中有一光滑斜面體,在斜面體上放了一根長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m的導(dǎo)線，當(dāng)通以如圖方向的電流后，導(dǎo)線恰好能保持靜止，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B滿足(）圖6A．B＝eq\f(mg，IL)，方向水平向左B．B＝eq\f(mgsinθ，IL)，方向垂直紙面向外C．B＝eq\f(mgcosθ，IL)，方向沿斜面向上D．B＝eq\f(mgtanθ,IL)，方向豎直向下答案AD解析磁場(chǎng)方向水平向左時(shí),安培力豎直向上，與重力平衡，有mg＝BIL，解得B＝eq\f（mg,IL)，故A正確；磁場(chǎng)垂直紙面向外時(shí)，由于電流與磁場(chǎng)方向平行，故安培力為零,不可能平衡,故B錯(cuò)誤；磁場(chǎng)沿斜面向上時(shí),安培力垂直于斜面向上,不可能平衡，故C錯(cuò)誤；磁場(chǎng)豎直向下時(shí)，安培力水平向左，導(dǎo)線還受到重力和支持力，根據(jù)平衡條件和安培力公式，有mgtanθ＝BIL,解得B＝eq\f(mgtanθ，IL)，故D正確．8．(2017·儀征中學(xué)模擬）回旋加速器在科學(xué)研究中得到了廣泛應(yīng)用，其原理如圖7所示．D1和D2是兩個(gè)中空的半圓形金屬盒，置于與盒面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，它們接在電壓為U、周期為T的交流電源上．位于D1的圓心處的質(zhì)子源A能不斷產(chǎn)生質(zhì)子（初速度可以忽略),它們?cè)趦珊兄g被電場(chǎng)加速．當(dāng)質(zhì)子被加速到最大動(dòng)能Ek后，再將它們引出．忽略質(zhì)子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間,則下列說法中正確的是()圖7A．若只增大交變電壓U,則質(zhì)子的最大動(dòng)能Ek會(huì)變大B．若只增大交變電壓U，則質(zhì)子在回旋加速器中運(yùn)行的時(shí)間會(huì)變短C．若只將交變電壓的周期變?yōu)?T，仍可用此裝置加速質(zhì)子D．質(zhì)子第n次被加速前、后的軌道半徑之比為eq\r（n－1）∶eq\r(n）答案BD解析由qvB＝meq\f（v2,r）得r＝eq\f（mv,qB)，質(zhì)子經(jīng)加速后的最大速度與回旋加速器的最大半徑有關(guān),而與交變電壓U無關(guān)，故A錯(cuò)誤;增大交變電壓，質(zhì)子加速次數(shù)減小，所以質(zhì)子在回旋加速器中的運(yùn)行時(shí)間變短，B正確；為了使質(zhì)子能在回旋加速器中加速，質(zhì)子的運(yùn)動(dòng)周期應(yīng)與交變電壓的周期相同,C錯(cuò)誤;由nqU＝eq\f（1,2）mvn2以及rn＝eq\f(mvn，qB)可得質(zhì)子第n次被加速前、后的軌道半徑之比為eq\r(n－1)∶eq\r(n)，D正確．9。磁流體發(fā)電是一項(xiàng)新興技術(shù),圖8是它的示意圖，平行金屬板A、C間有一很強(qiáng)的磁場(chǎng)，將一束等離子體（即高溫下電離的氣體,含有大量正、負(fù)帶電離子）噴入磁場(chǎng)，兩極板間便產(chǎn)生電壓,現(xiàn)將A、C兩極板與電阻R相連,兩極板間距離為d，正對(duì)面積為S，等離子體的電阻率為ρ，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,等離子體以速度v沿垂直磁場(chǎng)方向射入A、C兩板之間，則穩(wěn)定時(shí)下列說法中正確的是(）圖8A．極板A是電源的正極B．電源的電動(dòng)勢(shì)為BdvC．極板A、C間電壓大小為eq\f（BdvSR，RS＋ρd）D．回路中電流為eq\f(Bdv，R)答案BC解析等離子體噴入磁場(chǎng)，帶正電的離子因受到向下的洛倫茲力而向下偏轉(zhuǎn),帶負(fù)電的離子向上偏轉(zhuǎn),即極板C是電源的正極，A錯(cuò)誤;當(dāng)帶電離子以速度v做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，qvB＝qeq\f（E，d）,所以電源電動(dòng)勢(shì)為Bdv，B正確;極板A、C間電壓U＝IR，而I＝eq\f(Bdv,R＋ρ\f（d,S))＝eq\f（BdvS,RS＋ρd)，則U＝eq\f(BdvSR，RS＋ρd），所以C正確，D錯(cuò)誤．10．(2018·南京市、鹽城市一模）如圖9所示為一種質(zhì)譜儀的示意圖，由加速電場(chǎng)、靜電分析器和磁分析器組成．若靜電分析器通道中心線的半徑為R，通道內(nèi)均勻輻射電場(chǎng)，在中心線處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，磁分析器有范圍足夠大的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向外．一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子從靜止開始經(jīng)加速電場(chǎng)加速后沿中心線通過靜電分析器,由P點(diǎn)垂直邊界進(jìn)入磁分析器，最終打到膠片上的Q點(diǎn)．不計(jì)粒子重力．下列說法正確的是（)圖9A．極板M比極板N的電勢(shì)高B．加速電場(chǎng)的電壓U＝ERC．直徑PQ＝2Beq\r(qmER)D．若一群粒子從靜止開始經(jīng)過題述過程都落在膠片上的同一點(diǎn)，則該群粒子具有相同的比荷答案AD解析粒子在靜電分析器內(nèi)沿電場(chǎng)線方向偏轉(zhuǎn),說明粒子帶正電荷，極板M比極板N的電勢(shì)高,選項(xiàng)A正確；由Uq＝eq\f(1，2)mv2和Eq＝eq\f（mv2，R)可得U＝eq\f(ER,2)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在磁場(chǎng)中，由牛頓第二定律得qvB＝meq\f(v2，r）,即r＝eq\f(mv，qB），直徑PQ＝2r＝eq\f(2mv,Bq)＝2eq\r（\f(ERm，B2q)),可見只有比荷相同的粒子才能打在膠片上的同一點(diǎn)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確．三、非選擇題11．（2017·揚(yáng)州中學(xué)5月考）在豎直平面內(nèi)的直角坐標(biāo)系xOy,x軸沿水平方向，如圖10甲所示，第二象限內(nèi)有一水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為E1，坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)有一正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)交變磁場(chǎng)，電場(chǎng)方向豎直向上,場(chǎng)強(qiáng)E2＝eq\f（E1,2),勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面，一個(gè)質(zhì)量m＝0.01g、帶電荷量q＝＋1.0×10－3C的微粒以v0＝4m/s的速度垂直x軸從A點(diǎn)豎直向上射入第二象限，隨后又以v1＝8m/s的速度從＋y軸上的C點(diǎn)沿水平方向進(jìn)入第一象限，取微粒剛進(jìn)入第一象限的時(shí)刻為0時(shí)刻，磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖乙所示規(guī)律變化(以垂直紙面向外的磁場(chǎng)方向?yàn)檎较颍亓铀俣萭取10m/s2。試求：圖10（1）A點(diǎn)和C點(diǎn)的坐標(biāo)值;（2）要使帶電微粒通過C點(diǎn)后的運(yùn)動(dòng)過程中不再越過y軸，求交變磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0和變化周期T0的乘積B0T0應(yīng)滿足的關(guān)系；(3)若在＋x軸上取一點(diǎn)D，使OD＝eq\r(3）OC，在滿足第(2)問的條件下，要使微粒沿x正方向通過D點(diǎn),求磁感應(yīng)強(qiáng)度B0及磁場(chǎng)的變化周期T0.（計(jì)算結(jié)果可以保留π）答案見解析解析(1)在豎直方向上:t＝eq\f(v0，g)，h＝eq\f(v\o\al（02)，2g）；在水平方向上：x＝eq\f(v1,2)·t解得：h＝0。8m,x＝1。6m,即A（－1。6,0），C(0,0。8）（2）由題意可知：qE1＝2mg，又因?yàn)镋2＝eq\f(E1，2），解得：qE2＝mg，且方向相反,二力恰好平衡，所以帶電微粒在第一象限內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)當(dāng)交變磁場(chǎng)周期取最大值而微粒恰好不越過y軸時(shí)，其他情況均不會(huì)再越過，此時(shí)運(yùn)動(dòng)情況如圖所示由圖可知：θ＝eq\f(5,6)π，即交變磁場(chǎng)的變化周期T0需滿足T0≤eq\f（5，6）T根據(jù)向心力公式有：qv1B0＝meq\f（v\o\al（12）,R)又T＝eq\f(2πR,v1)解得：B0T0≤eq\f(π,60)kg/C(3)要使微粒從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)，其軌跡示意圖如圖所示：由于OD＝eq\r（3)OC，則有：α＝60°根據(jù)向心力公式有：qv1B0＝meq\f(v\o\al(12），R)由圖中幾何關(guān)系有：h＝R，