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2019-2020年高考物理新一輪總復(fù)習(xí) 階段示范性測(cè)試8 磁場(chǎng)（含解析）
本卷測(cè)試內(nèi)容：磁場(chǎng)
本試卷分為第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分，共110分。測(cè)試時(shí)間90分鐘。
第Ⅰ卷 (選擇題，共60分)
一、選擇題(本題共12小題，每小題5分，共60分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第2、4、5、7、9、10、11、12小題，只有一個(gè)選項(xiàng)正確；第1、3、6、8小題，有多個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。)
1. [xx長(zhǎng)春質(zhì)檢]某同學(xué)家中電視機(jī)畫(huà)面的幅度偏小，維修的技術(shù)人員檢查后認(rèn)為是顯像管出了故障，顯像管如圖(甲)所示，L為偏轉(zhuǎn)線圈，從右向左看截面圖如圖(乙)所示。引起故障的原因可能是( )
A. 加速電場(chǎng)的電壓過(guò)大，電子速率偏大
B. 電子槍發(fā)射能力減弱，電子數(shù)減少
C. 偏轉(zhuǎn)線圈的電流過(guò)大，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)增強(qiáng)
D. 偏轉(zhuǎn)線圈匝間短路，線圈匝數(shù)減少
解析：根據(jù)題意，電視機(jī)畫(huà)面幅度偏小是因?yàn)殡娮釉诖艌?chǎng)中的偏轉(zhuǎn)半徑變大，所以可能的原因是電子速率偏大或是磁場(chǎng)減弱，故選項(xiàng)A、D正確。
答案：AD
2. [xx云南昆明質(zhì)檢] 已知長(zhǎng)直通電導(dǎo)體棒在其周?chē)滁c(diǎn)產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度與該導(dǎo)體棒中的電流成正比，與該點(diǎn)到導(dǎo)體棒的距離成反比。如圖所示，a、b、c、d四根長(zhǎng)直通電導(dǎo)體棒平行放置，它們的橫截面構(gòu)成一個(gè)正方形，O為正方形中心，a、b、d中電流方向垂直紙面向里，c中電流方向垂直紙面向外，電流大小滿足：Ia＝Ic＝Id
mg時(shí)，滑環(huán)先做減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)減速到qvB＝mg后，以速度v＝做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故D對(duì)。由于摩擦阻力作用，滑環(huán)不可能做加速運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)，應(yīng)選C。
答案：C
5. 如圖所示，一個(gè)帶負(fù)電的物體由粗糙絕緣的斜面頂端由靜止下滑到底端時(shí)速度為v，若加一個(gè)垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則帶電體滑到底端時(shí)速度將( )
A. 大于v B. 小于v
C. 等于v D. 無(wú)法確定
解析：由左手定則判斷帶負(fù)電的物體沿斜面下滑時(shí)所受洛倫茲力方向垂直斜面向下，所以使物體與斜面之間的彈力增大，滑動(dòng)摩擦力增大，從頂端滑到底端的過(guò)程中克服摩擦力做的功增多，根據(jù)動(dòng)能定理可知，滑到底端時(shí)的動(dòng)能小于無(wú)磁場(chǎng)時(shí)滑到底端的動(dòng)能，故速率變小。
答案：B
6. [xx石家莊質(zhì)檢] 如圖所示，有一垂直于紙面向外的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，其邊界為一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正三角形(邊界上有磁場(chǎng))，A、B、C為三角形的三個(gè)頂點(diǎn)。今有一質(zhì)量為m、電荷量為＋q的粒子(不計(jì)重力)，以速度v＝從AB邊上的某點(diǎn)P既垂直于AB邊又垂直于磁場(chǎng)的方向射入磁場(chǎng)，然后從BC邊上某點(diǎn)Q射出。若從P點(diǎn)射入的該粒子能從Q點(diǎn)射出，則 ( )
A. PB≤L B. PB≤L
C. QB≤L D. QB≤L
解析：由Bqv＝，可知R＝L，則從P點(diǎn)射入的粒子軌跡最長(zhǎng)時(shí)為切著AC邊，此時(shí)PB＝，而當(dāng)粒子在其中經(jīng)歷圓弧時(shí)，從BC邊上射出時(shí)，Q′B最大為L(zhǎng)，故A、D正確。
答案：AD
7. [xx江西景德鎮(zhèn)]如圖所示是某離子速度選擇器的原理示意圖，在一半徑為R的絕緣圓柱形筒內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向平行于軸線。在圓柱形筒上某一直徑兩端開(kāi)有小孔M、N，現(xiàn)有一束速率不同、比荷均為k的正、負(fù)離子，從M孔以α角入射，一些具有特定速度的離子未與筒壁碰撞而直接從N孔射出(不考慮離子間的作用力和重力)。則從N孔射出的離子( )
A. 是正離子，速率為kBR/cosα
B. 是正離子，速率為kBR/sinα
C. 是負(fù)離子，速率為kBR/sinα
D. 是負(fù)離子，速率為kBR/cosα
解析：根據(jù)左手定則可判斷出，從N孔射出的離子是正離子，從N孔射出的離子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡所對(duì)圓心角等于入射離子的偏向角2α，如圖所示，根據(jù)幾何關(guān)系可得，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r＝R/sinα，根據(jù)洛倫茲力提供向心力得，Bvq＝，解得，v＝kBR/sinα，B項(xiàng)正確。
答案：B
8. [xx江西重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考]如圖所示，一個(gè)半徑為R的導(dǎo)電圓環(huán)與一個(gè)軸向?qū)ΨQ(chēng)的發(fā)散磁場(chǎng)處處正交，環(huán)上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小相等，方向均與環(huán)面軸線方向成θ角(環(huán)面軸線為豎直方向)。若導(dǎo)電圓環(huán)上載有如圖所示的恒定電流I，則下列說(shuō)法正確的是( )
A. 導(dǎo)電圓環(huán)有收縮的趨勢(shì)
B. 導(dǎo)電圓環(huán)所受安培力方向豎直向上
C. 導(dǎo)電圓環(huán)所受安培力的大小為2BIR
D. 導(dǎo)電圓環(huán)所受安培力的大小為2πBIR
解析：若導(dǎo)線圓環(huán)上載有如圖所示的恒定電流I，由左手定則可得導(dǎo)線圓環(huán)上各小段所受安培力斜向內(nèi)，導(dǎo)電圓環(huán)有收縮的趨勢(shì)，導(dǎo)電圓環(huán)所受安培力方向豎直向上，導(dǎo)電圓環(huán)所受安培力的大小為2πBIRsinθ，選項(xiàng)AB正確。
答案：AB
9. 如圖所示，有a、b、c、d四個(gè)離子，它們帶等量同種電荷，質(zhì)量不等，它們的質(zhì)量關(guān)系有ma＝mbmg時(shí)，棒沿導(dǎo)軌向下減速；在棒停止運(yùn)動(dòng)之前，所受摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，大小為Ff＝μBLkt；在棒停止運(yùn)動(dòng)之后，所受摩擦力為靜摩擦力，大小為Ff＝mg，故C正確。
答案：C
11. [xx長(zhǎng)春模擬]如圖所示為一種獲得高能粒子的裝置，環(huán)形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外、大小可調(diào)節(jié)的均勻磁場(chǎng)，質(zhì)量為m、電荷量為＋q的粒子在環(huán)中做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)，A、B為兩塊中心開(kāi)有小孔的極板，原來(lái)電勢(shì)都為零，每當(dāng)粒子順時(shí)針飛經(jīng)A板時(shí)，A板電勢(shì)升高為U，B板電勢(shì)仍保持為零，粒子在兩板間電場(chǎng)中得到加速，每當(dāng)粒子離開(kāi)B板時(shí)，A板電勢(shì)又降為零，粒子在電場(chǎng)中一次次加速下動(dòng)能不斷增大，而繞行半徑不變，以下說(shuō)法正確的是( )
A. 粒子從A板小孔處由靜止開(kāi)始在電場(chǎng)力作用下加速，繞行n圈后回到A板時(shí)獲得的總動(dòng)能為2nqU
B. 在粒子繞行的整個(gè)過(guò)程中，A板電勢(shì)可以始終保持為＋U
C. 在粒子繞行的整個(gè)過(guò)程中，每一圈的周期不變
D. 為使粒子始終保持在半徑為R的圓軌道上運(yùn)動(dòng)，磁場(chǎng)必須周期性遞增，則粒子繞行第n圈時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為
解析：粒子每繞行一周，電場(chǎng)力做功qU，繞行n圈時(shí)，電場(chǎng)力做功即粒子獲得的動(dòng)能為nqU，A錯(cuò)誤；若A板電勢(shì)始終不變，則粒子運(yùn)行一周時(shí)電場(chǎng)力做功為零，粒子得不到加速，B錯(cuò)誤；粒子每次加速后速度增大而運(yùn)行半徑不變，則周期T＝應(yīng)減小，C錯(cuò)誤；再由R＝，nqU＝mv2，得B＝ ＝ ，故可知B應(yīng)隨加速圈數(shù)的增加而周期性變大，D正確。
答案：D
12. 如圖所示，有一長(zhǎng)方體金屬塊放在垂直表面C的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，金屬塊的厚度為d，高為h，當(dāng)有穩(wěn)恒電流I沿平行平面C的方向通過(guò)金屬塊時(shí)，金屬塊上、下兩面M、N上的電勢(shì)分別為jM、jN，則下列說(shuō)法中正確的是( )
A. 由于磁場(chǎng)力的作用，金屬塊中單位體積內(nèi)參與導(dǎo)電的自由電子數(shù)目為||
B. 由于磁場(chǎng)力的作用，金屬塊中單位體積內(nèi)參與導(dǎo)電的自由電子數(shù)目為||
C. M面比N面電勢(shì)高
D. 金屬塊的左面比右面電勢(shì)低
解析：由于洛倫茲力作用使電子堆積在金屬塊上表面且形成一附加電場(chǎng)，方向向上。設(shè)兩面M、N上的電勢(shì)差為U，則U＝|jM－jN|，穩(wěn)定時(shí)電子所受的洛倫茲力與電場(chǎng)力相平衡，則evB＝eU/h，根據(jù)金屬導(dǎo)電時(shí)的規(guī)律I＝neSv，式中S＝dh，聯(lián)立各式可得金屬塊中單位體積內(nèi)參與導(dǎo)電的自由電子數(shù)目n＝||，選項(xiàng)A對(duì)，B錯(cuò)；由左手定則可知，電子積累在上端面，電勢(shì)低，故C錯(cuò)；由于電源外的電路中電流由高電勢(shì)流向低電勢(shì)，故D錯(cuò)。
答案：A
第Ⅱ卷 (非選擇題，共50分)
二、計(jì)算題(本題共4小題，共50分)
13. (12分) [xx泉州模擬]如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L＝0.40 m，金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角θ＝37，在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)，分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.50 T、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，金屬導(dǎo)軌的一端接有電動(dòng)勢(shì)E＝4.5 V、內(nèi)阻r＝0.50 Ω的直流電源。現(xiàn)把一個(gè)質(zhì)量m＝0.040 kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒恰好靜止，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的電阻R0＝2.5 Ω。金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì)，g取10 m/s2。已知sin37＝0.60，cos37＝0.80，求：
(1)通過(guò)導(dǎo)體棒的電流；
(2)導(dǎo)體棒受到的安培力大??；
(3)導(dǎo)體棒受到的摩擦力。
解析：(1)根據(jù)閉合電路歐姆定律得
I＝＝1.5 A
(2)導(dǎo)體棒受到的安培力
F安＝BIL＝0.30 N
(3)對(duì)導(dǎo)體棒受力分析如圖，將重力正交分解
沿導(dǎo)軌方向F1＝mgsin37＝0.24 N
F1
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