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1、2022年高三物理二輪復(fù)習(xí) 作業(yè)卷二十六 磁場2(含解析)
一 、單選題(本大題共4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.(xx廣東高考真題)在同一勻強(qiáng)磁場中,α粒子()和質(zhì)子()做勻速圓周運(yùn)動,若它們的動量大小相等,則α粒子和質(zhì)子
A.運(yùn)動半徑之比是2∶1 B.運(yùn)動周期之比是2∶1
C.運(yùn)動速度大小之比是4∶1 D.受到的洛倫茲力之比是2∶1
2.(xx四川高考真題)小型手搖發(fā)電機(jī)線圈共N匝,每匝可簡化為矩形線圈abcd,磁極間的磁場視為勻強(qiáng)磁場,方向垂直于線圈中心軸OO′,線圈
2、繞OO′勻速轉(zhuǎn)動,如圖所示。矩形線圈ab邊和cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值都為e0,不計(jì)線圈電阻,則發(fā)電機(jī)輸出電壓
A.峰值是e0 B.峰值是2e0 C.有效值是 D.有效值是
3.(xx北京高考真題)實(shí)驗(yàn)觀察到,靜止在勻強(qiáng)磁場中A點(diǎn)的原子核發(fā)生衰變,衰變產(chǎn)生的新核與電子恰在紙面內(nèi)勻速圓周運(yùn)動,運(yùn)動方向和軌跡示意如圖,則( )
A、軌跡1是電子的,磁場方向垂直紙面向外 B、軌跡2是電子的,磁場方向垂直
3、紙面向外
C、軌跡1是新核的,磁場方向垂直紙面向里 D、軌跡2是新核的,磁場方向垂直紙面向里
× × × × × × × × ×× × × × × × × × ×× × × × × × × × ×× × × × × × × × ×
v
θ
c
d
a
b
M
N
l
4.(xx安徽高考真題)如圖所示,abcd為水平放置的平行“”形光滑金屬導(dǎo)軌,間距為l,導(dǎo)軌間有垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,導(dǎo)軌電阻不計(jì)。已知金屬桿MN傾斜放置,與導(dǎo)軌成θ角,單位長度的電阻為r,保持金屬桿以速度v沿平行于cd的方向滑動(金屬桿滑動過程中與導(dǎo)軌接觸良好)。則
4、
A.電路中感應(yīng)電動勢的大小為
B.電路中感應(yīng)電流的大小為
C.金屬桿所受安培力的大小為
D.金屬桿的發(fā)熱功率為
二 、多選題(本大題共3小題 )
5.(xx新課標(biāo)2高考真題)指南針是我國古代四大發(fā)明之一。關(guān)于指南針,下列說明正確的是
A. 指南針可以僅具有一個(gè)磁極
B. 指南針能夠指向南北,說明地球具有磁場
C.指南針的指向會受到附近鐵塊的干擾
D.在指南針正上方附近沿指針方向放置一直導(dǎo)線,導(dǎo)線通電時(shí)指南針不偏轉(zhuǎn)
6.(xx山東高考真題)如圖,一均勻金屬圓盤繞通過其圓心且與盤面垂直的軸逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動。現(xiàn)施加一垂直穿過圓盤的有界勻強(qiáng)磁場,圓盤開始減速。在圓盤減速過
5、程中,以下說法正確的是
A.處于磁場中的圓盤部分,靠近圓心處電勢高
B.所加磁場越強(qiáng)越易使圓盤停止轉(zhuǎn)動
C.若所加磁場反向,圓盤將加速轉(zhuǎn)動
D.若所加磁場穿過整個(gè)圓盤,圓盤將勻速轉(zhuǎn)動
7. 質(zhì)量為m,帶電量為q的小物塊,從傾角為的光滑絕緣斜面上由靜止下滑,整個(gè)斜面置于方向水平向里的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,如圖所示,若帶電小物塊下滑后某時(shí)刻對斜面的作用力恰好為零,下面說法中正確的是( )
A.小物塊一定帶正電荷
B.小物塊在斜面上運(yùn)動時(shí)做勻加速直線運(yùn)動
C.小物塊在斜面上運(yùn)動時(shí)做加速度增大,而速度也增大的變加速直線運(yùn)動
D.小物塊在斜面上下滑過程中,當(dāng)小球?qū)π泵?/p>
6、壓力為零時(shí)的速度為
三 、簡答題(本大題共2小題 )
8.(xx浙江高考真題)小明同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)“電磁天平”,如圖1所示,等臂天平的左臂為掛盤,右臂掛有矩形線圈,兩臂平衡。線圈的水平邊長L=0.1m,豎直邊長H=0.3m,匝數(shù)為。線圈的下邊處于勻強(qiáng)磁場內(nèi),磁感應(yīng)強(qiáng)度,方向垂直線圈平面向里。線圈中通有可在0~2.0A范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的電流I。掛盤放上待測物體后,調(diào)節(jié)線圈中電流使得天平平衡,測出電流即可測得物體的質(zhì)量。(重力加速度?。?
(1)為使電磁天平的量程達(dá)到0.5kg,線圈的匝數(shù)至少為多少
(2)進(jìn)一步探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象,另選匝、形狀相同的線圈,總電阻
7、,不接外電流,兩臂平衡,如圖2所示,保持不變,在線圈上部另加垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場,且磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間均勻變大,磁場區(qū)域?qū)挾?。?dāng)掛盤中放質(zhì)量為0.01kg的物體時(shí),天平平衡,求此時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率。
9.(xx天津高考真題)現(xiàn)代科學(xué)儀器常利用電場、磁場控制帶電粒子的運(yùn)動。在真空中存在著如圖所示的多層緊密相鄰的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場,電場和磁場的寬度均為d。電場強(qiáng)度為E,方向水平向右;磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直紙面向里。電場、磁場的邊界互相平行且與電場方向垂直,一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子在第1層電場左側(cè)邊界某處由靜止釋放,粒子
8、始終在電場、磁場中運(yùn)動,不計(jì)粒子重力及運(yùn)動時(shí)的電磁輻射
(1)求粒子在第2層磁場中運(yùn)動時(shí)速度的大小與軌跡半徑
(2)粒子從第n層磁場右側(cè)邊界穿出時(shí),速度的方向與水平方向的夾角為,試求
(3)若粒子恰好不能從第n層磁場右側(cè)邊界穿出,試問在其他條件不變的情況下,也進(jìn)入第n層磁場,但比荷較該粒子大的粒子能否穿出該層磁場右側(cè)邊界,請簡要推理說明之
xx萬卷作業(yè)卷(二十六)答案解析
一 、單選題
1.【答案】B
【解析】帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動時(shí),由可知,由于兩粒子的動量mv大小相等,則α粒子與質(zhì)子的運(yùn)動半徑之比等于電荷量之比的倒數(shù),即為1:2,A項(xiàng)錯(cuò)誤;由可知,
9、兩粒子的運(yùn)動周期之比,B項(xiàng)正確;由p=mv可知,速度之比等于質(zhì)量比的倒數(shù),即為1:4,C項(xiàng)錯(cuò)誤;由f=qvB可知,洛倫茲力大小之比為1:2,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.【答案】D
【解析】由題意可知,線圈ab邊和cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值都為e0,因此對單匝矩形線圈總電動勢最大值為2e0,又因?yàn)榘l(fā)電機(jī)線圈共N匝,所以發(fā)電機(jī)線圈中總電動勢最大值為2Ne0,根據(jù)閉合電路歐姆定律可知,在不計(jì)線圈內(nèi)阻時(shí),輸出電壓等于感應(yīng)電動勢的大小,即其峰值為2Ne0,故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;又由題意可知,若從圖示位置開始計(jì)時(shí),發(fā)電機(jī)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為正弦式交變電流,由其有效值與峰值的關(guān)系可知,U=,即U=,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;
10、選項(xiàng)D正確。
3.【答案】D
【解析】 靜止的核發(fā)生衰變()由內(nèi)力作用,滿足動量守恒,則新核和電子的動量等大反向,垂直射入勻強(qiáng)磁場后均做勻速圓周運(yùn)動,由可知,則兩個(gè)新核的運(yùn)動半徑與電量成反比,即,則新核為小圓,電子為大圓;而新核帶正電,電子帶負(fù)電,由左手定則可知磁場方向垂直紙面向里,選項(xiàng)D正確。
4.【答案】B
【解析】金屬棒的有效切割長度為l,電路中感應(yīng)電動勢的大小,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;金屬棒的電阻,根據(jù)歐姆定律電路中感應(yīng)電流的大小,選項(xiàng)B正確;金屬桿所受安培力的大小,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;根據(jù)焦耳定律,金屬桿的發(fā)熱功率為,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案為B.
二 、多選題
5.【答案】BC
【解析】指南
11、針不可以只有一個(gè)磁極,故A錯(cuò)誤;指南針能夠指向南北,說明地球有磁場,故B正確;當(dāng)附近的鐵塊磁化是,指南針的指向會收到附近鐵塊的干擾,故C正確;根據(jù)安培定則,在指南針正上方附近沿指針方向放置一直導(dǎo)線,導(dǎo)線通電時(shí)會產(chǎn)生磁場,指南針會偏轉(zhuǎn)與導(dǎo)線垂直,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。
6.【答案】ABD
【解析】思路點(diǎn)撥根據(jù)右手定則可知,圓盤切割磁場部分產(chǎn)生的電流方向指向圓心D,電源內(nèi)部電流方向由電勢低處流向電勢高處,故靠近圓心處電勢高,A項(xiàng)正確;磁場越強(qiáng),產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大,感應(yīng)電流越大,圓盤受到的阻力越大,圓盤越容易停止轉(zhuǎn)動,B項(xiàng)正確;磁場反向,切割部分產(chǎn)生的感應(yīng)電流反向,根據(jù)左手定則可知圓盤受到的阻力的方向不
12、變,C項(xiàng)錯(cuò)誤;若所加磁場充滿整個(gè)圓盤,則穿過圓盤任意位置的磁通量不變,圓盤不產(chǎn)生感應(yīng)電流,同盤不受阻力,故圓盤將做勻速轉(zhuǎn)動,D項(xiàng)正確。
7.BD
三、簡答題
8.【答案】(1)匝(2)
【解析】(1)線圈收到安培力F=NBIL ①
天平平衡mg= NBIL ②
代入數(shù)據(jù)得N=25匝 ③
(2)由電磁感應(yīng)定律得E= ④
E=
13、 ⑤
由歐姆定律得I`=E/R ⑥
線圈受到安培力F`= ⑦
天平平衡mg`= ⑧
代入數(shù)據(jù)可得=0.1T/s ⑨
9.【答案】(1); (2); (3)見解析;
【解析】(1)粒子在進(jìn)入第2層磁場時(shí),經(jīng)過兩次電場加速,中間穿過磁
場時(shí)洛倫茲力不做功。由動能定理,有2qEd=0.5mv
解得
粒子在第2層磁場中受到的洛倫茲力充當(dāng)向心力,有
聯(lián)立解得r2=
(2
14、)設(shè)粒子在第n層磁場中運(yùn)動的速度為vn,軌跡半徑為rn(下標(biāo)表示粒子所在層數(shù)),
粒子進(jìn)入到第n層磁場時(shí),速度的方向與水平方向的夾角為,從第n層磁場右側(cè)邊界突出時(shí)速度方向與水平方向的夾角為,粒子在電場中運(yùn)動時(shí),垂直于電場線方向的速度分量不變,有:
由圖根據(jù)幾何關(guān)系可以得到:
聯(lián)立可得:
由此可看出,,…,為一等差數(shù)列,公差為d,可得:
當(dāng)n=1時(shí),由下圖可看出:
聯(lián)立可解得:
(3)若粒子恰好不能從第n層磁場右側(cè)邊界穿出,則:
,
在其他條件不變的情況下,打印服務(wù)比荷更大的粒子,設(shè)其比荷為,假設(shè)通穿出第n層磁場右側(cè)邊界,粒子穿出時(shí)速度方向與水平方向的夾角為,由于,則導(dǎo)致:
說明不存在,即原假設(shè)不成立,所以比荷較該粒子大的粒子不能穿出該層磁場右側(cè)邊界。