（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

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1、1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

2、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 ( )2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

3、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 4A h一定大于 B h一定等于v022g v022gC h一定小于 D h可能等于v022g v022g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，v022g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v022gC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

4、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 vEB3C若速度 v ，粒子一定不能从板间射出EBD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， qvB qE，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EB EB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

5、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1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 2 fRC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)42答案 B解析 由 qvB m 得 v ，当 r R时， v最大，知最大速度与加速电压无关，故 A错v2r qBrm误；由于 T ， T ，则最大速度 vm2 Rf，故 B正确；任何速度不可能超过光速，2 rv 1

6、f故 C错误；此加速器 T ，而加速 粒子时 T ，两个周期不同，不2 mqB 2 4m2qB 4 mqB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( )4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 d3D电子在磁场中运动的时间为 d3v0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

7、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 8A A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)SdBdvI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 qvB q 得， E Bd

8、v，故 B正确，C 错误；由 r R R，又Ed EI BdvIr ，故电阻率 ( R)，故 D正确dS SdBdvI9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( )35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 2R0

9、t而有磁场时，带电粒子做匀速圆周运动，由半径公式可得： R mvqB由几何关系得，圆磁场半径与圆轨道半径的关系： R R03由联立可得： ；qm 23Bt带电粒子在磁场中运动的周期为： T t.2 mqB 3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， AO a，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qm qBam于粒子进入磁场后的运动(不计重力

10、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6答案 AD解析 洛伦兹力充当粒子做圆周运动的向心力， qv0B m ， r a；结合轨迹图，当v02r mv0qB 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

11、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)12 2BEmRq解析 (1)离子加速 qU mv212离子在辐射电场中做匀速圆周运动，电场力提供向心力，有 qE m v2R联立解得 U ER12(2)离子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供

12、向心力，有 qvB m v2r7得 r mvqB 1BEmRq2 rPQ2BEmRq12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 q10 10 C、质量 m10 20 kg的带正电的粒子，以初速度v0210 6m/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 C

13、D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：vy v0tan37vy at在电场中，由牛顿第二定律可得： qE q maUd在电场中垂直于电场方向上有： L v0t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 v0cos37带电粒子射出电场时在电场方向上的位移为： y at212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： y R1 R1cos378由洛伦兹力提供向心力可得： qvB1 m v2R1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：CD R2 R2sin37解得 R215cm，又由于 R2cos3712cm y，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： qvB2 m v2R2联立以上各式并代入数据可得磁感应强度的范围为：T B T1600 3800