2020屆高考物理第一輪復(fù)習(xí) 磁場對電流的作用測試題10 選修3-1

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1、2020屆物理高三一輪精品測試題：8.2磁場對電流的作用（選修3-1） 一、選擇題 1.如右圖所示，一個帶負(fù)電的物體從粗糙斜面頂端滑到斜面底端時的速度為v，若加上一個垂直紙面向外的磁場，則滑到底端時(　　) A．v變大　　　　　　　　　 B．v變小 C．v不變 D．不能確定 解析：　洛倫茲力雖然不做功，但其方向垂直斜面向下，使物體與斜面間的正壓力變大，故摩擦力變大，損失的機(jī)械能增加． 答案：　B 2.在某地上空同時存在著勻強(qiáng)的電場與磁場，一質(zhì)量為m的帶正電小球，在該區(qū)域內(nèi)沿水平方向向右做直線運(yùn)動，如右圖所示，關(guān)于場的分布情況不可能的是(　　) A．該處電場方向和磁場方向垂直

2、 B．電場豎直向上，磁場垂直紙面向里 C．電場斜向里側(cè)上方，磁場斜向外側(cè)上方，均與v垂直 D．電場水平向右，磁場垂直紙面向里 解析：　帶電小球在復(fù)合場中運(yùn)動一定受重力和電場力，是否受洛倫茲力需具體分析．A選項(xiàng)中若電場、磁場方向與速度方向垂直，則洛倫茲力與電場力垂直，如果與重力的合力為0就會做直線運(yùn)動．B選項(xiàng)中電場力、洛倫茲力都向上，若與重力合力為0，也會做直線運(yùn)動．C選項(xiàng)中電場力斜向里側(cè)上方，洛倫茲力向外側(cè)下方，若與重力的合力為0，就會做直線運(yùn)動．D選項(xiàng)三個力的合力不可能為0，因此選D. 答案：　D 3.地面附近空間中有水平方向的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，已知磁場方向垂直于紙面向里，一個帶

3、電油滴沿著一條與豎直方向成α角的直線MN運(yùn)動，如圖所示，由此可判斷①如果油滴帶正電，它是從M點(diǎn)運(yùn)動到N點(diǎn)；②如果油滴帶正電，它是從N點(diǎn)運(yùn)動到M點(diǎn)；③如果水平電場方向向右，油滴是從M點(diǎn)運(yùn)動到N點(diǎn)；④如果水平電場方向向左，油滴是從M點(diǎn)運(yùn)動到N點(diǎn)(　　) A．①③正確 B．①④正確 C．②③正確 D．②④正確 答案：　B 4．醫(yī)生做某些特殊手術(shù)時，利用電磁血流計(jì)來監(jiān)測通過動脈的血流速度．電磁血流計(jì)由一對電極a和b以及一對磁極N和S構(gòu)成，磁極間的磁場是均勻的．使用時，兩電極a、b均與血管壁接觸，兩觸點(diǎn)的連線、磁場方向和血流速度方向兩兩垂直，如上圖所示．由于血液中的正負(fù)離子隨血流一起在磁場中運(yùn)動

4、，電極a、b之間會有微小電勢差．在達(dá)到平衡時，血管內(nèi)部的電場可看做是勻強(qiáng)電場，血液中的離子所受的電場力和磁場力的合力為零．在某次監(jiān)測中，兩觸點(diǎn)間的距離為3.0mm，血管壁的厚度可忽略，兩觸點(diǎn)間的電勢差為160μV，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為0.040T．則血流速度的近似值和電極a、b的正負(fù)為(　　) A．1.3m/s，a正、b負(fù)　　　　 B．2.7m/s，a正、b負(fù) C．1.3m/s，a負(fù)、b正 D．2.7m/s，a負(fù)、b正 解析：　根據(jù)左手定則，可知a正b負(fù)，所以C、D錯；因?yàn)殡x子在場中所受合力為零，Bqv＝q，所以v＝＝1.3m/s，A對B錯． 答案：　A 5.(2020·浙江杭州市模擬

5、)有一個帶電荷量為＋q、重為G的小球，從兩豎直的帶電平行板上方h處自由落下，兩極板間另有勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向如右圖所示，則帶電小球通過有電場和磁場的空間時，下列說法正確的是(　　) A．一定作曲線運(yùn)動 B．不可能做曲線運(yùn)動 C．有可能做勻加速運(yùn)動 D．有可能做勻速運(yùn)動 解析：　由于小球的速度變化時，洛倫茲力會變化，小球所受合力變化，小球不可能做勻速或勻加速運(yùn)動，B、C、D錯，A正確． 答案：　A 6.空間存在如右圖所示的勻強(qiáng)電場E和勻強(qiáng)磁場B.下面關(guān)于帶電粒子在其中運(yùn)動情況的判斷，正確的有(　　) A．若不計(jì)重力，粒子做勻速運(yùn)動的方向可沿y軸正方向，也可沿y軸負(fù)方向

6、 B．若不計(jì)重力，粒子可沿x軸正方向做勻加速直線運(yùn)動 C．若重力不能忽略，粒子不可能做勻速直線運(yùn)動 D．若重力不能忽略，粒子仍可能做勻速直線運(yùn)動 答案：　D 7.目前有一種磁強(qiáng)計(jì)，用于測定地磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度．磁強(qiáng)計(jì)的原理如右圖所示，電路有一段金屬導(dǎo)體，它的橫截面是寬為a、高為b的長方形，放在沿y軸正方向的勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)體中通有沿x軸正方向、大小為I的電流．已知金屬導(dǎo)體單位體積中的自由電子數(shù)為n，電子電荷量為e，金屬導(dǎo)電過程中，自由電子所做的定向移動可視為勻速運(yùn)動．兩電極M、N均與金屬導(dǎo)體的前后兩側(cè)接觸，用電壓表測出金屬導(dǎo)體前后兩個側(cè)面間的電勢差為U.則磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和電極M、N的正負(fù)

7、為(　　) A.，M正、N負(fù)　　　　 B.，M正、N負(fù) C.，M負(fù)、N正 D.，M負(fù)、N正 解析：　由左手定則知，金屬中的電子在洛倫茲力的作用下將向前側(cè)面聚集，故M負(fù)、N正．由F電＝F洛即e＝Bev，I＝nevS＝nevab，得B＝. 答案：　C 8.(2020·石家莊教學(xué)檢測)勞倫斯和利文斯設(shè)計(jì)出回旋加速器，工作原理示意圖如圖所示．置于高真空中的D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時間可忽略．磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與盒面垂直，高頻交流電頻率為f，加速電壓為U.若A處粒子源產(chǎn)生的質(zhì)子質(zhì)量為m、電荷量為＋q，在加速器中被加速，且加速過程中不考慮相對論效應(yīng)和重力的影響．

8、則下列說法正確的是(　　) A．質(zhì)子被加速后的最大速度不可能超過2πRf B．質(zhì)子離開回旋加速器時的最大動能與加速電壓U成正比 C．質(zhì)子第2次和第1次經(jīng)過兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比為1∶ D．不改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B和交流電頻率f，該回旋加速器也能用于α粒子(含兩個質(zhì)子，兩個中子)加速 解析：　粒子被加速后的最大速度受到D形盒半徑R的制約，因v＝＝2πRf，A正確；粒子離開回旋加速器的最大動能Ekm＝mv2＝m×4π2R2f2＝2mπ2R2f2，與加速電壓U無關(guān)，B錯誤；根據(jù)R＝，Uq＝mv，2Uq＝mv，得質(zhì)子第2次和第1次經(jīng)過兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比為∶1，C錯誤；因回旋加速器的

9、最大動能Ekm＝2mπ2R2f2與m、R、f均有關(guān)，D錯誤． 答案：　A 9.如右圖所示的虛線區(qū)域內(nèi)，充滿垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場和豎直向下的勻強(qiáng)電場．一帶電粒子a(不計(jì)重力)以一定的初速度由左邊界的O點(diǎn)射入磁場、電場區(qū)域，恰好沿直線由區(qū)域右邊界的O′點(diǎn)(圖中未標(biāo)出)穿出．若撤去該區(qū)域內(nèi)的磁場而保留電場不變，另一個同樣的粒子b(不計(jì)重力)仍以相同初速度由O點(diǎn)射入，從區(qū)域右邊界穿出，則粒子b(　　) A．穿出位置一定在O′點(diǎn)下方 B．穿出位置一定在O′點(diǎn)上方 C．運(yùn)動時，在電場中的電勢能一定減小 D．在電場中運(yùn)動時，動能一定減小 解析：　帶電粒子的電性可正也可負(fù)，當(dāng)只有電場作用時，

10、粒子穿出位置可能在O′點(diǎn)上方，也可能在O′點(diǎn)下方．電場力一定對粒子做正功，粒子的電勢能減小，動能一定增加． 答案：　C 10.在一絕緣、粗糙且足夠長的水平管道中有一帶電荷量為q、質(zhì)量為m的帶電球體，管道半徑略大于球體半徑．整個管道處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與管道垂直．現(xiàn)給帶電球體一個水平速度v0，則在整個運(yùn)動過程中，帶電球體克服摩擦力所做的功不可能為(　　) A．0 B.m2 C.mv D.m 解析：　若帶電球體所受的洛倫茲力qv0B＝mg，帶電球體與管道間沒有彈力，也不存在摩擦力，故帶電球體克服摩擦力做的功為0，A可能；若qv0B

11、作用下最終停止，故克服摩擦力做的功為mv，C可能；若qv0B>mg，則帶電球體開始時受摩擦力的作用而減速，當(dāng)速度達(dá)到v＝時，帶電球體不再受摩擦力的作用，所以克服摩擦力做的功為m，D可能．所以不可能的是B. 答案：　B 二、非選擇題 11．(2020·福建理綜)如下圖所示的裝置，左半部為速度選擇器，右半部為勻強(qiáng)的偏轉(zhuǎn)電場．一束同位素離子流從狹縫S1射入速度選擇器，能夠沿直線通過速度選擇器并從狹縫S2射出的離子，又沿著與電場垂直的方向，立即進(jìn)入場強(qiáng)大小為E的偏轉(zhuǎn)電場，最后打在照相底片D上．已知同位素離子的電荷量為q(q>0)，速度選擇器內(nèi)部存在著相互垂直的場強(qiáng)大小為E0的勻強(qiáng)電場和磁感應(yīng)強(qiáng)度

12、大小為B0的勻強(qiáng)磁場，照相底片D與狹縫S1、S2的連線平行且距離為L，忽略重力的影響． (1)求從狹縫S2射出的離子速度v0的大??； (2)若打在照相底片上的離子在偏轉(zhuǎn)電場中沿速度v0方向飛行的距離為x，求出x與離子質(zhì)量m之間的關(guān)系式(用E0、B0、E、q、m、L表示)． 解析：　(1)能從速度選擇器射出的離子滿足 qE0＝qv0BO① v0＝.② (2)離子進(jìn)入勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場E后做類平拋運(yùn)動，則 x＝v0t③ L＝at2④ 由牛頓第二定律得qE＝ma⑤ 由②③④⑤解得x＝. 答案：　(1)　(2) 12．(2020·黑龍江適應(yīng)性測試) 在如右圖所示的平面直角坐

13、標(biāo)系中，存在一個半徑R＝0.2m的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1.0T，方向垂直紙面向外，該磁場區(qū)域的右邊緣與坐標(biāo)原點(diǎn)O相切．y軸右側(cè)存在電場強(qiáng)度大小為E＝1.0×104N/C的勻強(qiáng)電場，方向沿y軸正方向，電場區(qū)域?qū)挾萳＝0.1m．現(xiàn)從坐標(biāo)為(－0.2m，－0.2m)的P點(diǎn)發(fā)射出質(zhì)量m＝2.0×10－9kg、帶電荷量q＝5.0×10－5C的帶正電粒子，沿y軸正方向射入勻強(qiáng)磁場，速度大小v0＝5.0×103m/s.重力不計(jì)． (1)求該帶電粒子射出電場時的位置坐標(biāo)； (2)為了使該帶電粒子能從坐標(biāo)為(0.1m，－0.05m)的點(diǎn)回到電場后，可在緊鄰電場的右側(cè)一正方形區(qū)域內(nèi)加勻強(qiáng)磁場，試求

14、所加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和正方形區(qū)域的最小面積． 解析：　(1)帶正電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，有qv0B＝m 解得r＝0.20m＝R 根據(jù)幾何關(guān)系可知，帶電粒子恰從O點(diǎn)沿x軸進(jìn)入電場，帶電粒子做類平拋運(yùn)動．設(shè)粒子到達(dá)電場邊緣時，豎直方向的位移為y，有l(wèi)＝v0t，y＝·t2 聯(lián)立解得y＝0.05m 所以粒子射出電場時的位置坐標(biāo)為(0.1m,0.05m)． (2)粒子飛離電場時，沿電場方向速度 vy＝at＝5.0×103m/s＝v0 粒子射出電場時速度v＝v0 由幾何關(guān)系可知，粒子在正方形區(qū)域磁場中做圓周運(yùn)動半徑 r′＝0.05m 由qvB′＝m，解得B′＝4T 正方形區(qū)域最小面積S＝(2r′)2 解得S＝0.02m2. 答案：　(1)(0.1m,0.05m)　(2)0.02m2