【走向高考】2020年高考物理總復(fù)習(xí) 第8章綜合測試題

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1、第八章綜合測試題 本卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分．滿分100分，考試時間90分鐘． 第Ⅰ卷(選擇題　共40分) 一、選擇題(共10小題，每小題4分，共40分，在每小題給出的四個選項(xiàng)中，有的小題只有一個選項(xiàng)符合題目要求，有些小題有多個選項(xiàng)符合題目要求，全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分) 1．在赤道上某處有一個避雷針．當(dāng)帶有負(fù)電的烏云經(jīng)過避雷針上方時，避雷針開始放電，則地磁場對避雷針的作用力的方向?yàn)?　　) A．正東　　　　　　　　 B．正西 C．正南 D．正北 [答案]　B [解析]　赤道上方地磁場磁感線的方向由南向北，通過避雷針的電

2、流方向向上，由左手定則知，安培力的方向向正西． 2.如圖所示，銅質(zhì)導(dǎo)電板置于勻強(qiáng)磁場中，通電時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)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 [答案]　A [解析]　銅板中形成電流的是電子，由左手定則可判斷出電子受的洛倫茲力方向向左，電子將聚集到板的左側(cè)，而右板將剩余正電荷，使b點(diǎn)電勢高于a點(diǎn)電勢，故A正確． 3．質(zhì)量為m的金屬導(dǎo)體棒置于傾角為θ的導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ，當(dāng)

3、導(dǎo)體棒通以垂直紙面向里的電流時，恰能在導(dǎo)軌上靜止．如圖所示的四個圖中，標(biāo)出了四種可能的勻強(qiáng)磁場方向，其中棒與導(dǎo)軌間的摩擦力可能為零的是(　　) [答案]　ACD [解析]　由左手定則，可分別判斷出導(dǎo)體棒所受安培力的方向如下圖所示；由安培力方向可知，重力沿斜面方向的分力可能與安培力沿斜面方向的分力相平衡的是A、C、D.當(dāng)重力沿斜面方向的分力與安培力沿斜面方向的分力大小相等、方向相反時，摩擦力大小為零． 4．關(guān)于回旋加速器加速帶電粒子所獲得的能量，下列結(jié)論中正確的是(　　) A．與加速器的半徑有關(guān)，半徑越大，能量越大 B．與加速器的磁場有關(guān)，磁場越強(qiáng)，能量越大 C．與加速器的電

4、場有關(guān)，電場越強(qiáng)， 能量越大 D．與帶電粒子的質(zhì)量和電荷量均有關(guān)，質(zhì)量和電荷量越大，能量越大 [答案]　AB [解析]　回旋回速器中的帶電粒子旋轉(zhuǎn)半徑與能量有關(guān)，速度越大，半徑越大，達(dá)到最大速度v時，半徑增大到最大R，能量最大，粒子在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動，滿足qvB＝，則v＝，故Ek＝mv2＝.R越大，能量越大，A正確；B越大，能量越大，B正確．Ek與加速器的電場無關(guān)，C不正確；質(zhì)量m變大時，Ek變小，D錯． 5.如圖所示，一個質(zhì)量為m、電荷量為＋q的帶電粒子，不計重力，在a點(diǎn)以某一初速度水平向左射入磁場區(qū)域Ⅰ，沿曲線abcd運(yùn)動，ab、bc、cd都是半徑為R的圓?。Ｗ釉诿慷?/p>

5、圓弧上運(yùn)動的時間都為t.規(guī)定垂直于紙面向外的磁感應(yīng)強(qiáng)度為正，則磁場區(qū)域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三部分的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨x變化的關(guān)系可能是圖乙中的(　　) [答案]　C [解析]　由左手定則可判斷出磁感應(yīng)強(qiáng)度B的磁場區(qū)域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ內(nèi)磁場方向分別為向外、向里、向外，在三個區(qū)域中均運(yùn)動圓周，故t＝，由于T＝，求得B＝.只有C選項(xiàng)正確． 6．(2020·北京東城模擬)如圖是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖，帶電粒子被加速電場加速后，進(jìn)入速度選擇器(帶電粒子的重力不計)．速度選擇器內(nèi)有互相垂直的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.電場的場強(qiáng)為E.擋板S上有可讓粒子通過的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A1A2.擋板

6、S下方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場．下列表述正確的是(　　) A．質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具 B．速度選擇器中的磁場方向垂直紙面向里 C．能通過狹縫P的帶電粒子的速度等于B/E D．帶電粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，帶電粒子的比荷越小 [答案]　A [解析]　在加速電場中粒子所受電場力向下，即粒子帶正電，在速度選擇器中，電場力水平向右，洛倫茲力水平向左，因此速度選擇器中磁場方向垂直紙面向外，B錯誤；經(jīng)過速度選擇器時滿足qE＝qvB，可知能通過狹縫P的帶電粒子的速率等于，C錯誤；帶電粒子進(jìn)入磁場做勻速圓周運(yùn)動，則有R＝，可見當(dāng)v相同時，R∝，所以可以用來區(qū)分同位素，且R越小

7、，比荷就越大，D錯誤． 7.如圖所示，一束電子以大小不同的速率沿圖示方向飛入橫截面是一正方形的勻強(qiáng)磁場，下列判斷正確的是(　　) A．電子在磁場中運(yùn)動的時間越長，其軌跡越長 B．電子在磁場中運(yùn)動的時間越長，其軌跡線所對應(yīng)的圓心角越大 C．在磁場中運(yùn)動時間相同的電子，其軌跡線一定重合 D．電子的速度不同，它們在磁場中運(yùn)動的時間一定不相同 [答案]　B [解析]　由于R＝，而電子束以不同速率進(jìn)入同一磁場，m、B、q相同，v大者偏轉(zhuǎn)半徑大．圖中表示幾種不同速率的電子在磁場中的運(yùn)動軌跡．由3、4、5可知，三者運(yùn)動時間相同，但軌跡長短不同，所以A選項(xiàng)和C選項(xiàng)肯定錯；又由3、4、5可知，

8、電子的速率不同，但在磁場中運(yùn)動時間可能相同．故D選項(xiàng)錯；另由公式t＝＝＝，T＝與速度無關(guān)．所以，電子在磁場中運(yùn)動的時間t僅與軌跡所對應(yīng)的圓心角θ有關(guān)，圓心角越大，時間t越長．故選項(xiàng)B正確． 8．(2020·南昌模擬)某空間存在水平方向的勻強(qiáng)電場(圖中未畫出)，帶電小球沿如圖所示的直線斜向下由A點(diǎn)沿直線向B點(diǎn)運(yùn)動，此空間同時存在由A指向B的勻強(qiáng)磁場，則下列說法正確的是(　　) A．小球一定帶正電 B．小球可能做勻速直線運(yùn)動 C．帶電小球一定做勻加速直線運(yùn)動 D．運(yùn)動過程中，小球的機(jī)械能增大 [答案]　CD [解析]　本題考查帶電體在復(fù)合場的運(yùn)動問題．由于重力方向豎直向下，空

9、間存在磁場，且直線運(yùn)動方向斜向下，與磁場方向相同，故不受磁場力作用，電場力必水平向右，但電場具體方向未知，故不能判斷帶電小球的電性，選項(xiàng)A錯誤；重力和電場力的合力不為零，故不是勻速直線運(yùn)動，所以選項(xiàng)B錯誤；因?yàn)橹亓εc電場力的合力方向與運(yùn)動方向相同，故小球一定做勻加速運(yùn)動，選項(xiàng)C正確；運(yùn)動過程中由于電場力做正功，故機(jī)械能增大，選項(xiàng)D正確． 9．(2020·臨川模擬)如圖所示，空間存在相互垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，電場的方向豎直向下，磁場方向水平(圖中垂直紙面向里)，一帶電油滴P恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，則下列說法正確的是(　　) A．若僅撤去電場，P可能做勻加速直線運(yùn)動 B．若僅撤去磁場，P可

10、能做勻加速直線運(yùn)動 C．若給P一初速度，P不可能做勻速直線運(yùn)動 D．若給P一初速度，P可能做勻速圓周運(yùn)動 [答案]　D [解析]　考查帶電體在勻強(qiáng)電場、勻強(qiáng)磁場以及重力場的復(fù)合場中的運(yùn)動．油滴能處于靜止?fàn)顟B(tài)，說明受到的重力和電場力平衡，電場力豎直向上，帶電油滴帶負(fù)電荷．若僅撤去電場，剛開始液滴在重力作用下產(chǎn)生速度，相應(yīng)油滴受到磁場產(chǎn)生的洛倫茲力，油滴不可能做勻加速直線運(yùn)動，A錯；若僅撤去磁場，油滴受到的重力和電場力恒定，始終平衡，油滴將做勻速直線運(yùn)動或保持靜止?fàn)顟B(tài)，不可能做勻加速直線運(yùn)動，B錯；給油滴一個初速度時，若速度方向垂直紙面，洛倫茲力為零，油滴所受合外力為零，則油滴將垂直紙面做

11、勻速直線運(yùn)動，故C錯；同理給油滴的初速度平行紙面的任何方向時，重力和電場力的合力為零，油滴相當(dāng)于只受到洛倫茲力的作用，將會做勻速圓周運(yùn)動，D對． 10．帶電粒子以速度v沿CB方向射入一橫截面為正方形的區(qū)域，C、B均為該正方形兩邊的中點(diǎn)，如圖所示，不計粒子的重力．當(dāng)區(qū)域內(nèi)有豎直方向的勻強(qiáng)電場E時，粒子從A點(diǎn)飛出，所用時間為t2；當(dāng)區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場時，粒子也從A點(diǎn)飛出，所用時間為t2，下列說法正確的是(　　) A．t1t2 C.＝v D.＝v [答案]　AD [解析]　帶電粒子在勻強(qiáng)電場中做類平拋運(yùn)動，水平方向上做勻速運(yùn)動，而

12、在勻強(qiáng)磁場中做勻速圍周運(yùn)動，水平方向上做減速運(yùn)動，所以t2>t1，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯；設(shè)正方形區(qū)域的邊長為l，則當(dāng)加電場時，有l(wèi)＝vt1和＝t，得E＝.當(dāng)加磁場時，根據(jù)幾何關(guān)系，有(R－)2＋l2＝R2，得R＝l，再由R＝得B＝.所以＝v，D項(xiàng)對，C項(xiàng)錯．第Ⅱ卷(非選擇題　共60分) 二、填空題(共3小題，每小題6分，共18分．把答案直接填在橫線上) 11.(6分)如圖(甲)所示，一帶電粒子以水平速度v0先后進(jìn)入方向互相垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場區(qū)域，已知電場方向豎直向下，兩個區(qū)域的寬度相同且緊鄰在一起，在帶電粒子穿過電場和磁場的過程中(其所受重力忽略不計)，電場和磁場對粒子所做的功為W1；若

13、把電場和磁場正交重疊，如圖(乙)所示，粒子仍以初速度v0穿過重疊場區(qū)，在帶電粒子穿過電場和磁場的過程中，電場和磁場對粒子所做的總功為W2，比較W1和W2，則W1________W2(填“>”、“<”或“等于”)． [答案]　> [解析]　由題意可知，帶電粒子穿過疊加場的過程中，洛倫茲力小于電場力，二力方向相反，所以沿電場方向偏移的距離比第一次僅受電場力時偏移的距離小，且洛倫茲力不做功，故W1>W2. 12．(6分)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，垂直于磁場放入一段通電導(dǎo)線．若任意時刻該導(dǎo)線中有N個以速度v做定向移動的電荷，每個電荷的電量為q.則每個電荷所受的洛倫茲力F洛＝_______

14、_，該段導(dǎo)線所受的安培力為F＝________. [答案]　qvB　NqvB [解析]　垂直于磁場方向運(yùn)動的帶電粒子所受洛倫茲力的表達(dá)式為F洛＝qvB，導(dǎo)體在磁場中所受到的安培力實(shí)質(zhì)是導(dǎo)體中帶電粒子所受洛倫茲力的宏觀體現(xiàn)，即安培力F＝NF洛＝NqvB. 13．(6分)(2020·北京東城模擬)如圖所示，截面為正方形空腔abcd中有一勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面向里．若有一束具有不同速率的電子由小孔a沿ab方向射入磁場，打在腔壁上的電子都被腔壁吸收，則由小孔c和小孔d射出的電子的速率之比為________；由小孔c和d射出的電子在磁場中運(yùn)動的時間之比為________． [答案]　2∶

15、1　1∶2 [解析]　設(shè)電子從小孔c和小孔d射出時，其運(yùn)動軌跡半徑分別為rc，rd，由圖可知＝.電子在磁場中僅受洛倫茲力，由牛頓第二定律知qvB＝m，得r＝，所以電子從小孔c和小孔d射出時的速率之比為2∶1.從小孔c和小孔d射出的電子在磁場中轉(zhuǎn)過的圓心角分別為90°、180°.由t＝T及T＝可知，從小孔c和d射出的電子在磁場中運(yùn)動的時間之比為1∶2. 三、論述計算題(共4小題，共42分．解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位) 14．(10分)(2020·山東淄博模擬)如圖所示，ABC為與勻強(qiáng)磁場垂直的邊長為a

16、的等邊三角形，磁場垂直紙面向外，荷質(zhì)比為的電子以速度v0從A點(diǎn)沿AB方向射入，欲使電子能經(jīng)過BC邊，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值范圍． [答案]　B< [解析]　由題意，如圖所示，電子正好經(jīng)過C點(diǎn)，此時圓周運(yùn)動的半徑R＝/cos30°＝，要想電子從BC邊經(jīng)過，圓周運(yùn)動的半徑要大于，由帶電粒子在磁場中運(yùn)動的公式r＝有>，即B<， ∴B的取值范圍為：B< 15．(10分)(2020·合肥模擬)如圖所示，在NOQ范圍內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場Ⅰ，在MOQ范圍內(nèi)有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場Ⅱ，M、O、N在一條直線上，∠MOQ＝60°，這兩個區(qū)域磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B.離子源中的離子帶電荷量

17、為＋q，質(zhì)量為m，通過小孔O1進(jìn)入兩板間電壓為U的加速電場區(qū)域(可認(rèn)為初速度為零)，離子經(jīng)電場加速后由小孔O2射出，再從O點(diǎn)進(jìn)入磁場區(qū)域Ⅰ，此時速度方向沿紙面垂直于磁場邊界MN，不計離子的重力． (1)若加速電場兩板間電壓U＝U0，求離子進(jìn)入磁場后做圓周運(yùn)動的半徑R0； (2)在OQ上有一點(diǎn)P，P點(diǎn)到O點(diǎn)距離為L，若離子能通過P點(diǎn)，求加速電壓U和從O點(diǎn)到P點(diǎn)的運(yùn)動時間． [答案]　(1)　(2)(n＝1,2,3……) [解析]　(1)離子在電場中加速時U0q＝mv－0 離子在磁場中運(yùn)動時，洛倫茲力提供向心力qv0B＝m 解得R0＝ (2)離子進(jìn)入磁場時的運(yùn)動軌跡如圖所示，由幾

18、何關(guān)系可知OP′＝P′P″＝R0 要保證離子通過P點(diǎn)L＝nR0 解得U＝，其中n＝1,2,3，… T＝ t＝n··＝，其中n＝1,2,3，… 16．(11分)(2020·南昌模擬)如圖所示，真空中有直角坐標(biāo)系xOy，P是坐標(biāo)系中的一個點(diǎn)，坐標(biāo)是(a，－b)．有一質(zhì)量為m、電荷量為＋q的質(zhì)點(diǎn)A從原點(diǎn)O沿y軸正方向以速度v0射出，不計重力的影響． (1)若在x≥0和y≥0的區(qū)域內(nèi)加一個垂直于坐標(biāo)系平面的勻強(qiáng)磁場，使質(zhì)點(diǎn)A能通過P點(diǎn)．試求出磁場感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向以及質(zhì)點(diǎn)A從坐標(biāo)原點(diǎn)O運(yùn)動到P點(diǎn)的時間t； (2)若在x軸上固定一個帶負(fù)電的點(diǎn)電荷C，使質(zhì)點(diǎn)A能保持速率不變，并通

19、過P點(diǎn)， 求點(diǎn)電荷C與坐標(biāo)原點(diǎn)O的距離和點(diǎn)電荷C所帶電荷量的大?。?靜電力常量為k)． [答案]　(1)　(2)　 [解析]　 (1)在勻強(qiáng)磁場中，質(zhì)點(diǎn)A做勻速圓周運(yùn)動，半徑R＝ 由qBv0＝m，解得B＝，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向外 在勻強(qiáng)磁場中的周期為T＝＝ 質(zhì)點(diǎn)A在磁場中運(yùn)動的時間為t1，t1＝＝ 質(zhì)點(diǎn)A射出勻強(qiáng)磁場后做勻速直線運(yùn)動，運(yùn)動時間為t2＝ 則總時間t＝t1＋t2＝ (2)質(zhì)點(diǎn)A應(yīng)以帶負(fù)電的點(diǎn)電荷C為圓心做勻速圓周運(yùn)動，設(shè)半徑為r，有(a－r)2＋b2＝r2 r＝ 故點(diǎn)電荷C與坐標(biāo)原點(diǎn)O的距離為 又有k＝m 聯(lián)立解得Q＝ 17．(11分)(2020·煙臺

20、模擬)如圖，L1和L2是間距為d的兩平行虛線，L1上方和L2下方有垂直紙面向里的相同勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.A、B兩點(diǎn)都在L2上．一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子，從A點(diǎn)以初速度v與L2成θ＝30°角斜向上射出，已知粒子在運(yùn)動過程中經(jīng)過B點(diǎn)，且過B點(diǎn)時速度方向斜向上，不計粒子重力，求： (1)AB間的距離LAB； (2)粒子從A運(yùn)動到B的時間； (3)若將帶電粒子在A點(diǎn)時的初速度方向改為與L2成θ＝60°角斜向上，請通過計算說明粒子能否通過B點(diǎn)且通過B點(diǎn)時速度方向斜向上． [答案]　(1)2nd(n＝1,2,3，…)　(2)n(＋)(n＝1,2,3，…)　(3)能 [解

21、析]　(1)運(yùn)動軌跡如圖所示，粒子在A點(diǎn)時的初速度方向與L2成30°角斜向上，在一個周期內(nèi)通過B點(diǎn)且速度方向斜向上，則AB間的距離LAB＝2d/tan30°＝2d 則AB間的距離LAB＝2nd/tan30°＝2nd(n＝1,2,3，…) (2)在一個周期內(nèi)，粒子勻速直線運(yùn)動的時間為 t1＝＝ 在一個周期內(nèi)，粒子勻速圓周運(yùn)動所用時間為 t2＝T＋T＝T 由qvB＝m和T＝ 可知T＝ 粒子從A到B的時間：t＝n(t1＋t2)＝n(＋)(n＝1,2,3，…) (3)若粒子在A點(diǎn)時的初速度方向改為與L2成60°角斜向上，在一個周期內(nèi)通過B點(diǎn)且速度方向斜向上，則AB間的距離L＝2d/tan60° 則在一個周期內(nèi)，兩次運(yùn)動水平側(cè)移量之比：x＝＝＝3 由此可知，在一個周期內(nèi)兩次運(yùn)動水平側(cè)移量為3倍關(guān)系，故粒子在A點(diǎn)時的初速度方向改為與L2成60°角斜向上運(yùn)動后，粒子一定可通過B點(diǎn)且速度方向斜向上．