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1、【名師對話】2014屆高三物理一輪“雙基鞏固卷”第8單元(考查范圍：第八單元分值：110分)一、選擇題(每小題7分，共49分)1磁場中某區(qū)域的磁感線如圖D81所示，則()圖D81Aa、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等，BaBbBa、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等，BaBbC同一通電導(dǎo)線放在a處受力可能比放在b處受力大D同一通電導(dǎo)線放在a處受力一定比放在b處受力小2質(zhì)量為m、長為L的直導(dǎo)體棒放置于四分之一光滑圓弧軌道上，整個(gè)裝置處于豎直向上磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，直導(dǎo)體棒中通有恒定電流，平衡時(shí)導(dǎo)體棒與圓弧圓心的連線與豎直方向成60角，其截面圖如圖D82所示則下列關(guān)于導(dǎo)體棒中的電流的分析正確的是()
2、A導(dǎo)體棒中電流垂直紙面向外，大小為B導(dǎo)體棒中電流垂直紙面向外，大小為C導(dǎo)體棒中電流垂直紙面向里，大小為D導(dǎo)體棒中電流垂直紙面向里，大小為圖D82圖D833如圖D83所示，水平導(dǎo)線中通有穩(wěn)恒電流，導(dǎo)線正下方的電子e的初速度方向與電流方向相同，其后電子將()A沿路徑a運(yùn)動(dòng)，軌跡是圓B沿路徑a運(yùn)動(dòng)，半徑變小C沿路徑a運(yùn)動(dòng)，半徑變大D沿路徑b運(yùn)動(dòng)，半徑變小圖D844如圖D84所示圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面方向的勻強(qiáng)磁場，一束質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子以不同的速率沿著相同的方向?qū)?zhǔn)圓心O射入勻強(qiáng)磁場，又都從該磁場中射出，這些粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間有的較長，有的較短若帶電粒子在磁場中只受磁場力的作用，則在磁
3、場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長的帶電粒子()A速率一定越小B速率一定越大C在磁場中通過的路程越長D在磁場中的周期一定越大5粒子回旋加速器的工作原理如圖D85所示，置于真空中的D形金屬盒的半徑為R，兩金屬盒間的狹縫很小，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與金屬盒盒面垂直，高頻交流電的頻率為f，加速電壓為U，若中心粒子源處產(chǎn)生的質(zhì)子質(zhì)量為m，電荷量為e，在加速器中被加速不考慮相對論效應(yīng)，則下列說法正確是()圖D85A不改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B和交流電的頻率f，該加速器也可加速粒子B加速的粒子獲得的最大動(dòng)能隨加速電壓U的增大而增大C質(zhì)子被加速后的最大速度不能超過2RfD質(zhì)子第二次和第一次經(jīng)過D形盒間狹縫后軌道半徑之比為16如圖D8
4、6所示，兩塊平行、正對的金屬板水平放置，使上面金屬板帶上一定量正電荷，下面金屬板帶上等量的負(fù)電荷，再在它們之間加上垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，一個(gè)帶電粒子以初速度v0沿垂直于電場和磁場的方向從兩金屬板左端中央射入后向上偏轉(zhuǎn)若帶電粒子所受重力可忽略不計(jì)，仍按上述方式將帶電粒子射入兩板間，為使其向下偏轉(zhuǎn)，下列措施中一定不可行的是()A僅增大帶電粒子射入時(shí)的速度B僅增大兩金屬板所帶的電荷量C僅減小粒子所帶電荷量D僅改變粒子的電性圖D86圖D877如圖D87所示，銅質(zhì)導(dǎo)電板置于勻強(qiáng)磁場中，通電時(shí)銅板中電流方向向上由于磁場的作用，則()A板左側(cè)聚集較多電子，使b點(diǎn)電勢高于a點(diǎn)電勢B板左側(cè)聚集較多電子，使a點(diǎn)
5、電勢高于b點(diǎn)電勢C板右側(cè)聚集較多電子，使a點(diǎn)電勢高于b點(diǎn)電勢D板右側(cè)聚集較多電子，使b點(diǎn)電勢高于a點(diǎn)電勢二、計(jì)算題(61分)8(18分)圖D88為等臂電流天平，可以用來測量勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度它的右臂掛著匝數(shù)為n的矩形線圈，線圈的水平邊長為l，處于勻強(qiáng)磁場內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B、方向與線圈平面垂直當(dāng)線圈中通過電流I時(shí)，調(diào)節(jié)砝碼使兩臂達(dá)到平衡然后使電流反向、大小不變，這時(shí)需要在左盤中增加質(zhì)量為m的砝碼，才能使兩臂再次達(dá)到新的平衡(取重力加速度g10 m/s2)(1)導(dǎo)出用已知量和可測量量n、m、l、I表達(dá)B的計(jì)算式(2)當(dāng)l10.0 cm、I0.10 A、m7.2 g、n9時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B是多
6、大？圖D889(20分)如圖D89所示，四個(gè)豎直的分界面間的距離分別為L、L和d，在分界面M1N1M3N3之間存在水平向里的勻強(qiáng)磁場，在分界面M2N2M4N4之間存在水平向左的勻強(qiáng)電場，一傾角為30的光滑斜面，其上、下端P1和P2正好在分界面上一質(zhì)量為m，帶電荷量為q的小球在P1點(diǎn)由靜止開始沿斜面下滑(電荷量不變)，重力加速度為g.(1)求小球運(yùn)動(dòng)到斜面底端P2時(shí)的速度v大??；(2)已知小球離開斜面底端P2后，做直線運(yùn)動(dòng)到分界面M3N3上的P3點(diǎn)，求空間電場強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；(3)已知d足夠大，小球離開P3點(diǎn)后將從P4點(diǎn)再次經(jīng)過M3N3面，求P3和P4兩點(diǎn)間的距離h.圖D8910(2
7、3分)如圖D810所示裝置中，區(qū)域和中分別有豎直向上和水平向右的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度分別為E和；區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向外的水平勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一質(zhì)量為m、帶電量為q的帶負(fù)電粒子(不計(jì)重力)從左邊界O點(diǎn)正上方的M點(diǎn)以速度v0水平射入電場，經(jīng)水平分界線OP上的A點(diǎn)與OP成60角射入?yún)^(qū)域的磁場，并垂直豎直邊界CD進(jìn)入?yún)^(qū)域的勻強(qiáng)電場中求：(1)粒子在區(qū)域勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑；(2)O、M間的距離；(3)粒子從M點(diǎn)出發(fā)到第二次通過CD邊界所經(jīng)歷的時(shí)間圖D8101BC解析 在磁場中，磁感線疏密表示磁場的強(qiáng)弱，故BaBb，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；同一通電導(dǎo)線如果都垂直放入磁場中，則在a處受力一定比b
8、處受力小，但如果通電導(dǎo)線與磁場平行放置，受力均為零，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；若同一通電導(dǎo)線在a處垂直磁場放置，在b處平行磁場放置，則在a處受力大于b處受力，選項(xiàng)C正確2C解析 由平衡條件分析，安培力水平向右，由左手定則，導(dǎo)體棒中電流垂直紙面向里，且tan60，電流大小I，C正確3C4A解析 由T可知所有的粒子周期相同由rv可知速率越大，半徑越大，偏轉(zhuǎn)角越小，tT，因此在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長的帶電粒子速率一定越小，A正確5CD解析 質(zhì)子被加速獲得的最大速度受到D形盒最大半徑限制，最大速度vm2Rf，C正確；粒子旋轉(zhuǎn)頻率為f，與被加速粒子的比荷有關(guān)，A錯(cuò)誤；粒子被加速的最大動(dòng)能Ekmmv2m2R2f2，與電壓U
9、無關(guān)，B錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)半徑Rn，由nUqmv，故半徑之比為1，D正確6C7A解析 電子向下定向移動(dòng)形成電流，電子受到向左的洛倫茲力而向左偏，大量的電子聚集在左側(cè)，形成新的電場，且b點(diǎn)電勢高于a點(diǎn)電勢，A正確8(1)B(2)0.4 T解析 (1)設(shè)電流方向未改變時(shí)，等臂天平的左盤內(nèi)砝碼的質(zhì)量為m1，右盤內(nèi)砝碼的質(zhì)量為m2，線框質(zhì)量為m0，由平衡條件有m1gm2gm0gnBIl電流方向改變之后有(m1m)gm2gm0gnBIl聯(lián)立兩式可得：B.(2)將l10 cm，I0.1 A，m7.2 g，n9代入上式得B0.4 T.9(1)(2)(3)4 L解析 (1)由動(dòng)能定理有mgLtan30mv2解得v.(
10、2)小球從P2到P3點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)，只能是做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所受合力為零，由平衡條件有qEBqvsin30mgBqvcos30解得：E，B.(3)從P3到P4點(diǎn)做類平拋運(yùn)動(dòng)，在P3點(diǎn)速度為v，沿P2P3方向做勻速運(yùn)動(dòng)，與此方向垂直的方向?yàn)閯蚣铀龠\(yùn)動(dòng)，則ma解得a根據(jù)平拋規(guī)律有hsin30vthcos30at2解得h4 L.10(1)(2)(3)解析 (1)粒子在勻強(qiáng)電場中做類平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)粒子過A點(diǎn)時(shí)速度為v，由類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有v粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得Bqvm解得R.(2)設(shè)粒子在電場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1，加速度為a，則有qEmav0tan60at1解得t1.O、M兩點(diǎn)間的距離為Lat.(3)設(shè)粒子在區(qū)域磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t2.由幾何關(guān)系知t2設(shè)粒子在區(qū)域電場中運(yùn)行時(shí)間為t3，在區(qū)域電場中加速度a則t3粒子從M點(diǎn)出發(fā)到第二次通過CD邊界所用時(shí)間為tt1t2t3.- 7 -
【名師對話】2014屆高三物理一輪 雙基鞏固卷 第8單元
