2019版高考物理一轮复习 第九章 磁场章末综合测试.doc

第九章 磁场章末综合测试(九)(时间：60分钟分数：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分在每小题给出的四个选项中，第15题只有一项符合题目要求，第68题有多项符合题目要求全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是()解析：B由日常知识可知，地球的南极为磁场的N极，由右手螺旋定则可知，电流方向如图B，故选项B正确2.不计重力的两个带电粒子M和N沿同一方向经小孔S垂直进入匀强磁场，在磁场中的运动轨迹如图分别用vM与vN，tM与tN，与表示它们的速率、在磁场中运动的时间、比荷，则()A如果，则vMvNB如果，则vMD如果tMtN，则解析：A由图可知rMrN.若，利用r，可得vMvN，A项正确、B项错误；若tMtN，利用T，可得，D项错误；若vMvN，利用r，可得F安，A错误同理，当线框接入恒定电压为E2的电源时，力敏传感器显示拉力的大小F2mg，B错误由F1mg和F2mg，联立解得B，C错误，D正确4.(2017湖北宜昌调研)如图所示，在平面直角坐标系中有一个垂直纸面向里的圆形匀强磁场，其边界过原点O和y轴上的点a(0,2L)一质量为m、电荷量为e的电子从a点以初速度v0平行于x轴正方向射入磁场，并从x轴上的b点射出磁场，此时速度的方向与x轴正方向的夹角为60.下列说法正确的是()A电子在磁场中运动的时间为B电子在磁场中运动的时间为C磁场区域的圆心坐标为(L，)D电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为(0，L)解析：A本题考查带电粒子在磁场中的运动，意在考查考生对带电粒子在磁场中运动知识的应用能力由图可以计算出电子做圆周运动的半径为4L.故在磁场中运动的时间为t，A正确，B错误；ab是磁场区域圆的直径，故圆心坐标为(L，L)，电子在磁场中做圆周运动的圆心为O，计算出其坐标为(O，2L)，所以C、D错误5如图所示为“用质谱仪测定带电粒子质量”的装置示意图速度选择器中场强E的方向竖直向下，磁感应强度B1的方向垂直纸面向里，分离器中磁感应强度B2的方向垂直纸面向外，在S处有甲、乙、丙、丁四个一价正离子垂直于E和B1入射到速度选择器中，若它们的质量关系满足m甲m乙m丙m丁，速度关系满足v甲v乙v丙FGF，则在垂直于杆的方向上，小球还受到垂直于杆向下的支持力，则摩擦力FfFN，小球将做减速运动随速度的减小，洛伦兹力减小，则支持力逐渐减小，摩擦力减小，小球做加速度不断减小的减速运动，最后当速度减小到时，小球开始做匀速直线运动，B错误若小球的初速度为，则洛伦兹力fqv0BmgFGF，则在垂直于杆的方向上，小球还受到垂直于杆向上的支持力，而摩擦力FfFN，小球将做减速运动，随速度的减小，洛伦兹力减小，则支持力逐渐增大，摩擦力逐渐增大，小球的加速度增大，所以小球将做加速度不断增大的减速运动，最后停止，C正确若小球的初速度为，球运动中克服摩擦力做功等于小球的动能，所以Wmv，D正确二、非选择题(本大题共3小题，第9题14分，第10题18分，第11题20分，共52分)9.如图所示，两根平行放置的金属导轨，间距为L，倾角为，导轨间有电动势为E、内阻不计的电源现有一质量为m的铜棒ab，与导轨垂直放于导轨上，流过铜棒ab的电流为I，导轨与铜棒间的动摩擦因数为.导轨电阻不计，要使ab棒静止在导轨上，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力求所施加的竖直向上的磁场的磁感应强度大小的范围解析：B最大时，铜棒有沿导轨上滑的趋势，摩擦力的方向沿导轨向下，有ILB1cos mgsin f1(2分)N1IBL1sin mgcos (2分)f1N1(2分)联立可得B1(1分)B最小时，铜棒有沿导轨下滑的趋势，摩擦力方向沿导轨向上，则有ILB2cos f2mgsin (2分)N2ILB2sin mgcos ，f2N2(1分)联立可得B2(1分)综上可知B.(1分)答案：B10如图所示，在平面直角坐标系xOy内，第象限的等腰直角三角形MNP区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，y0的区域内存在着沿y轴正方向的匀强电场，一质量为m、电荷量为q的带电粒子从电场中Q(2h，h)点以速度v0水平向右射出，经坐标原点O处射入第象限，最后以垂直于PN的方向射出磁场已知MN平行于x轴，N点的坐标为(2h,2h)，不计粒子的重力，求：(1)电场强度的大小E；(2)磁感应强度的大小B；(3)粒子在磁场中运动的时间t.解析：(1)粒子运动轨迹如图所示，粒子在电场中运动的过程中，由平抛运动规律及牛顿运动定律得：2hv0t(2分)hat2(1分)qEma(1分)解得E(1分)(2)粒子到达O点时，沿y轴正方向的分速度vyatv0(2分)则速度方向与x轴正方向的夹角满足：tan 1(1分)即45(1分)粒子从MP的中点垂直于MP进入磁场，垂直于NP射出磁场，粒子在磁场中的速度为：vv0(1分)轨道半径Rh(1分)又由qvBm(2分)得B(1分)(3)由T，(1分)且由几何关系可知小粒子在磁场中运动的圆心角为45(1分)故粒子在磁场中的运动时间t(2分)答案：(1)(2)(3)11如图所示，在竖直平面内，水平x轴的上方和下方分别存在方向垂直纸面向外和方向垂直纸面向里的匀强磁场，其中x轴上方的匀强磁场磁感应强度大小为B1，并且在第一象限和第二象限有方向相反、强弱相同的平行于x轴的匀强电场，电场强度大小为E1，已知一质量为m的带电小球从y轴上的A(0，L)位置斜向下与y轴负半轴成60角射入第一象限，恰能做匀速直线运动(1)判定带电小球的电性，并求出所带电荷量q及入射的速度大小；(2)为使得带电小球在x轴下方的磁场中能做匀速圆周运动，需要在x轴下方空间加一匀强电场，试求所加匀强电场的方向和电场强度的大小；(3)在满足第(2)问的基础上，若在x轴上安装有一绝缘弹性薄板，并且调节x轴下方的磁场强弱，使带电小球恰好与绝缘弹性板碰撞两次从x轴上的某一位置返回到x轴的上方(带电小球与弹性板碰撞时，既无电荷转移，也无能量损失，并且入射方向和反射方向与弹性板的夹角相同)，然后恰能做匀速直线运动至y轴上的A(0，L)位置，则：弹性板至少多长？带电小球从A位置出发到返回至A位置过程所经历的时间为多少？解析：(1)小球在第一象限中的受力分析如图所示，所以带电小球带负电mgqE1tan 60(2分)q(1分)又qE1qvB1cos 60(2分)得v(1分)(2)小球若在x轴下方的磁场中做匀速圆周运动，必须使得电场力与重力二力平衡，即应施加一竖直向下的匀强电场，且电场强度大小满足qEmg，即EE1.(3分)(3)要想让小球恰好与弹性板发生两次碰撞，并且碰撞后返回x轴上方空间匀速运动到A点，则其轨迹应该如图所示，且由几何关系可知3PD2ON，tan 60(2分)联立上述方程解得PDDNL，(2分)RL.(1分)设x轴下方的磁感应强度为B，则满足qvBm，T(2分)从N点运动到C点的时间为t3T(1分)联立上式解得t(1分)由几何关系可知cos 60在第一象限运动的时间t1和第二象限中的运动的时间t2相等，且t1t2(1分)所以带电小球从A点出发至回到A点的过程中所经历的总时间为t总tt1t2联立上述方程解得t总(1分)答案：(1)负电qv(2)竖直向下E1(3)L