（浙江选考）2020版高考物理大一轮复习 第九章 磁场本章综合能力提升练.docx

第九章 磁场本章综合能力提升练(限时：45分钟)一、单项选择题1.汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子如图1所示，把电子射线管(阴极射线管)放在蹄形磁铁的两极之间，可以观察到电子束偏转的方向是()图1A向上B向下C向左D向右答案B2.如图2所示，一导线绕制的线圈中放一枚小磁针，当线圈中通以电流时，小磁针将会发生偏转，则下列判断正确的是()图2A为使实验现象明显，线圈平面应南北放置B为使实验现象明显，线圈平面应东西放置C若线圈平面南北放置，通电后再次稳定时，小磁针转过90角D若线圈平面东西放置，通电后再次稳定时，小磁针转过90角答案A3(2016浙江4月选考9)法拉第电动机原理如图3所示条形磁铁竖直固定在圆形水银槽中心，N极向上一根金属杆斜插在水银中，杆的上端与固定在水银槽圆心正上方的铰链相连电源负极与金属杆上端相连，与电源正极连接的导线插入水银中从上往下看，金属杆()图3A向左摆动B向右摆动C顺时针转动D逆时针转动答案D解析根据左手定则可知，导电金属杆所受安培力将会使其逆时针转动，D对4(2018诸暨中学段考)如图4所示，在水平地面上方有一沿水平方向且垂直纸面向里的匀强磁场现将一带电小球以一定初速度v0竖直上抛，小球能上升的最大高度为h，设重力加速度为g，不计空气阻力，则下列判断正确的是()图4Ah一定大于Bh一定等于Ch一定小于Dh可能等于答案C解析如果没有磁场，小球将做竖直上抛运动，上升的最大高度：h，当加上磁场后，小球在运动过程中，除受重力外，还要受到洛伦兹力作用，小球在向上运动的同时会发生偏转，小球到达最高点时速度不为零，动能不为零，因此小球上升的最大高度小于，故C正确5在如图5所示的平行板器件中，电场强度E和磁感应强度B相互垂直一带电粒子(重力不计)从左端以速度v沿虚线射入后做直线运动，则该粒子()图5A一定带正电B速度vC若速度v，粒子一定不能从板间射出D若此粒子从右端沿虚线方向进入，仍做直线运动答案B解析粒子带正电和负电均可，选项A错误；由洛伦兹力等于电场力，qvBqE，解得速度v，选项B正确；若速度v，粒子可能从板间射出，选项C错误；若此粒子从右端沿虚线方向进入，所受电场力和洛伦兹力方向相同，不能做直线运动，选项D错误6(2018慈溪市期末)回旋加速器是用于加速带电粒子的重要装置，其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图6所示，设D形盒半径为R.若用回旋加速器加速质子H时，匀强磁场的磁感应强度为B，高频交流电频率为f.则下列说法正确的是()图6A加速电场的电压越大，质子加速后的速度越大B质子被加速后的最大速度为2fRC只要R足够大，质子的速度可以被加速到任意值D不改变任何条件，该回旋加速器也能用于加速粒子(He)答案B解析由qvBm得v，当rR时，v最大，知最大速度与加速电压无关，故A错误；由于T，T，则最大速度vm2Rf，故B正确；任何速度不可能超过光速，故C错误；此加速器T，而加速粒子时T，两个周期不同，不能加速粒子，故D错误7如图7所示，一个理想边界为PQ、MN的匀强磁场区域，磁场宽度为d，方向垂直纸面向里一电子从O点沿纸面垂直PQ以速度v0进入磁场，在磁场中运动的轨迹半径为2d.O在MN上，且OO与MN垂直下列判断正确的是()图7A电子将向右偏转B电子打在MN上的点与O点的距离为dC电子打在MN上的点与O点的距离为dD电子在磁场中运动的时间为答案D二、多项选择题8如图8所示为磁流体发电机的原理图，将一束等离子体(带有等量正、负电荷的高速粒子流)喷射入磁场，在磁场中有两块金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压如果射入的等离子体速度为v，两金属板间距离为d，板的面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与速度方向垂直，负载电阻为R.当发电机稳定发电时电动势为E，电流为I，则下列说法正确的是()图8AA板为发电机的正极B其他条件一定时，v越大，发电机的电动势E越大C其他条件一定时，S越大，发电机的电动势E越大D板间等离子体的电阻率为(R)答案BD解析由左手定则可知正电荷受洛伦兹力向下，聚集到B板上，故A板为发电机的负极，故A错误；据qvBq得，EBdv，故B正确，C错误；由rRR，又r，故电阻率(R)，故D正确9如图9所示为圆柱形区域的横截面在没有磁场的情况下，带电粒子(不计重力)以某一初速度沿截面直径方向入射时，穿过此区域的时间为t；若在该区域加垂直该区域的匀强磁场，磁感应强度为B，带电粒子仍以同一初速度沿截面直径入射，粒子飞出此区域时，速度方向偏转了，根据上述条件可求得的物理量为()图9A带电粒子的初速度B带电粒子在磁场中运动的半径C带电粒子在磁场中运动的周期D带电粒子的比荷答案CD解析无磁场时，带电粒子做匀速直线运动，设磁场的半径为R0，则有：v而有磁场时，带电粒子做匀速圆周运动，由半径公式可得：R由几何关系得，圆磁场半径与圆轨道半径的关系：RR0由联立可得：；带电粒子在磁场中运动的周期为：Tt.由于不知圆磁场的半径，因此带电粒子的运动半径无法求出，初速度也无法求出，故A、B错误，C、D正确10如图10所示，以直角三角形AOC为边界的有界匀强磁场区域，磁感应强度为B，A60，AOa，在O点放置一个粒子源，可以向各个方向发射某种带负电粒子，粒子的比荷为，发射速度大小都为v0，且满足v0.发射方向用图中的角度表示对于粒子进入磁场后的运动(不计重力作用)，下列说法正确的是()图10A粒子有可能打到A点B以60飞入的粒子在磁场中运动时间最短C以30飞入的粒子在磁场中运动的时间都相等D在AC边界上只有一半区域有粒子射出答案AD解析洛伦兹力充当粒子做圆周运动的向心力，qv0Bm，ra；结合轨迹图，当60时，粒子打到A点，且在磁场中的运动时间最长，选项A正确，B错误；以30飞入的粒子在磁场中运动轨迹的长度不同，运动时间不相等，选项C错误；当0时，粒子出磁场的位置恰好为AC的中点，所以在AC边界上只有一半区域有粒子射出，选项D正确三、计算题11如图11所示为一种质谱仪示意图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成已知：静电分析器通道的半径为R，均匀辐射电场的场强为E.磁分析器中有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B.问：图11(1)为了使位于A处电荷量为q、质量为m的离子，从静止开始经加速电场后沿图中圆弧虚线通过静电分析器，加速电场的电压U应为多大？(2)离子由P点进入磁分析器后，最终打在乳胶片上的Q点，该点距入射点P多远？答案(1)ER(2)解析(1)离子加速qUmv2离子在辐射电场中做匀速圆周运动，电场力提供向心力，有qEm联立解得UER(2)离子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有qvBm得r2r12如图12所示，平行板电容器两金属板A、B板长L32cm，两板间距离d32cm，A板的电势比B板高电荷量q1010C、质量m1020kg的带正电的粒子，以初速度v02106m/s沿电场中心线垂直电场线飞入电场随后，粒子在O点飞出平行板电容器(速度偏转角为37)，并进入磁场方向垂直纸面向里且边长为CD24cm的正方形匀强磁场区域(sin370.6，cos370.8，粒子的重力不计)图12(1)求A、B两板间的电势差；(2)粒子穿过磁场区域后打在放置于中心线上的荧光屏CD上，求磁感应强度的范围答案见解析解析 (1)带电粒子射出电场时在电场方向上的速度为：vyv0tan37vyat在电场中，由牛顿第二定律可得：qEqma在电场中垂直于电场方向上有：Lv0t联立可得A、B两板间的电势差为：U300V(2)粒子进入磁场的速度为：v带电粒子射出电场时在电场方向上的位移为：yat2解得：y12cm.粒子要打在CD上，当磁感应强度最大时，运动轨迹如图线1所示，设此时的磁感应强度为B1，半径为R1，由几何关系可得：yR1R1cos37由洛伦兹力提供向心力可得：qvB1m粒子要打在CD上，当磁感应强度最小时，假设运动轨迹与右边界相切且从CD射出，设此时的半径为R2，由几何关系可得：CDR2R2sin37解得R215cm，又由于R2cos3712cmy，故粒子圆心恰好在CD上，且从D点射出磁场，如图线2所示，假设成立，设此时的磁感应强度为B2由洛伦兹力提供向心力可得：qvB2m联立以上各式并代入数据可得磁感应强度的范围为：TBT