2021高考物理一轮复习第九章磁场（512）章末综合能力滚动练（含解析）新人教版

(5＋1＋2)章末综合能力滚动练一、单项选择题1．关于磁感应强度B，下列说法正确的是(　　)A．根据磁感应强度的定义式B＝可知，磁感应强度B与F成正比，与IL成反比B．一小段通电导线放在磁感应强度为零处，它所受的磁场力一定为零C．一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处的磁感应强度一定为零D．磁场中某处磁感应强度的方向，与通电导线在该处所受磁场力的方向相同答案　B2.(2020·江西南昌市模拟)如图1所示，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极B，紧贴边缘内壁放一个圆环形电极A，把A、B分别与电源的两极相连，然后在玻璃皿中放入导电液体，现把玻璃皿放在如图所示的磁场中，液体就会旋转起来．若从上向下看，下列判断正确的是(　　)图1A．A接电源正极，B接电源负极，液体顺时针旋转B．A接电源负极，B接电源正极，液体顺时针旋转C．A、B与50Hz的交流电源相接，液体持续旋转D．仅磁场的N、S极互换后，重做该实验发现液体旋转方向不变答案　A解析　若A接电源正极，B接电源负极，在电源外部电流由正极流向负极，因此电流由边缘流向中心，玻璃皿所在处的磁场竖直向下，由左手定则可知，导电液体受到的磁场力沿顺时针方向，因此液体沿顺时针方向旋转，故A正确；同理，若A接电源负极，B接电源正极，根据左手定则可知，液体沿逆时针方向旋转，故B错误；A、B与50Hz的交流电源相接，液体不会持续旋转，故C错误；若仅磁场的N、S极互换后，重做该实验发现液体旋转方向改变，故D错误．3.(2019·安徽亳州市第一学期期末质检)M、N、P是半圆上的三点，O点是圆心，MN为直径，∠NOP＝60°.在M、N处各有一条垂直半圆面的长直导线，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图2所示，这时O点的磁感应强度大小为B1.若将M点的长直导线移至P点，O点的磁感应强度大小变为B2，则(　　)图2A．B2∶B1＝2∶ B．B2∶B1＝∶2C．B2∶B1＝1∶2 D．B2∶B1＝2∶1答案　C解析　根据安培定则可知，原来位置每根导线在O点产生的磁感应强度方向均向上，大小为，则当M点处导线移至P点时，在O点产生的磁感应强度方向如图所示．由图可知，两导线形成的磁感应强度方向夹角为120°，由几何关系可知，O点合磁感应强度大小为：B2＝，故B2∶B1＝1∶2，C正确．二、多项选择题4.如图3是质谱仪的工作原理示意图．带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器．速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E.平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2.平板S下方有磁感应强度为B0的匀强磁场．下列表述正确的是(　　)图3A．质谱仪是分析同位素的重要工具B．速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向外C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越小答案　ABC解析　质谱仪是分析同位素的重要工具，A正确；带电粒子在速度选择器中沿直线运动时，所受电场力和洛伦兹力应等大反向，结合左手定则可知B正确；由qE＝qvB可得v＝，C正确；粒子在平板S下方的匀强磁场中做匀速圆周运动，由qvB0＝得R＝，所以＝，故粒子越靠近狭缝P，粒子的比荷越大，D错误．5.如图4所示为一个质量为m、电荷量为＋q的圆环，可在水平放置的粗糙细杆上自由滑动，细杆处在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，圆环以初速度v0向右运动直至处于平衡状态，重力加速度为g，则圆环克服摩擦力做的功可能为(　　)图4A．0 B.mv02C. D.m(v02－)答案　ABD解析　若圆环刚开始所受洛伦兹力等于重力，圆环对粗糙细杆压力为零，摩擦力为零，圆环克服摩擦力做的功为零，选项A正确；若开始圆环所受洛伦兹力小于重力，则由Ff＝μ(mg－qvB)知圆环一直减速到速度为零，由动能定理可得圆环克服摩擦力做的功为mv02，选项B正确；若开始圆环所受洛伦兹力大于重力，则减速到洛伦兹力等于重力时圆环达到稳定，稳定速度v＝，由动能定理可得圆环克服摩擦力做的功为W＝mv02－mv2＝m(v02－)，选项C错误，D正确．三、非选择题6．(2019·江苏通泰扬徐淮宿连七市三模)测定金属丝的电阻率，提供实验器材如下：A．待测金属丝R(电阻约8Ω)B．电流表A(0.6A，内阻约0.6Ω)C．电压表V(3V，内阻约3kΩ)D．滑动变阻器R1(0～5Ω，2A)E．电源E(6V)F．开关，导线若干(1)用螺旋测微器测出金属丝的直径如图5所示，则金属丝的直径为________mm.图5(2)某同学采用如图6甲所示电路图进行实验，请用笔画线代替导线，在图乙中将实物电路图连接完整．图6(3)测得金属丝的直径为d，改变金属夹P的位置，测得多组金属丝接入电路的长度L及相应电压表示数U、电流表示数I，作出－L图线如图7所示．测得图线斜率为k，则该金属丝的电阻率ρ为________．图7(4)关于电阻率的测量，下列说法中正确的有________．A．开关S闭合前，滑动变阻器R1的滑片应置于最左端B．实验中，滑动变阻器R1的滑片位置确定后不可移动C．待测金属丝R长时间通电，会导致电阻率测量结果偏小D．该实验方案中电流表A的内阻对电阻率测量结果没有影响答案　(1)0.399　(2)见解析图　(3)　(4)AD解析　(1)螺旋测微器读数为：0mm＋×39.9mm＝0.399mm，所以读数为0.399mm.(2)根据电路图连接实物图如下：(3)设电流表内阻为RA，根据欧姆定律可知待测电阻：R＝，电阻R＝ρ，横截面积：S＝π()2，联立解得：＝L＋RA，图象斜率：k＝，所以电阻率ρ＝.(4)为了保护电路，实验开始前应使待测回路电流最小，滑动变阻器滑片处于最左端，A正确．实验要测量多组电压值、电流值，通过改变滑片位置，改变电压表示数，滑动变阻器滑片需要移动，B错误．待测金属丝R长时间通电，因为电流热效应存在，温度升高，电阻率变大，C错误．根据＝L＋RA可知，电流表的内阻存在不会改变图象的斜率，对电阻率测量结果没影响，D正确．7.(2019·福建厦门市上学期期末质检)如图8为一装放射源氡(Rn)的盒子，静止的氡核经过一次α衰变成钋(Po)，产生的α粒子速率v0＝1.0×107m/s，α粒子从小孔P射出后，经过A孔进入电场加速区域Ⅰ，加速电压U＝8×106V．从区域Ⅰ射出的α粒子随后又从M点进入半径为r＝m的圆形匀强磁场区域Ⅱ，MN为圆形匀强磁场的一条直径，该区域磁感应强度为B＝0.2T，方向垂直纸面向里．圆形磁场右边有一竖直荧光屏与之相切于N点，粒子重力不计，比荷为＝5×107C/kg.求：图8(1)α粒子经过圆形磁场后偏转的角度；(2)α粒子打在荧光屏上的位置离N点的距离．答案　(1)60°　(2)N点上方3m处解析　(1)α粒子在区域Ⅰ中做加速运动，由动能定理得：qU＝mv2－mv02，代入数据，解得：v＝3×107m/sα粒子离开电场区域后，以速度v从M点沿MO方向进入磁场区域Ⅱ，在磁场中做匀速圆周运动．洛伦兹力提供向心力：qvB＝m代入数据，解得：R＝3mα粒子的轨迹如图所示，由几何知识得：tanθ＝＝，解得：θ＝30°故α粒子偏转角度为β＝2θ＝60°(2)由几何知识得：sNC＝rtanβ＝3m，即α粒子打在荧光屏上N点上方距离N点3m处的位置．8．如图9甲所示，有一磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁场边界OP与水平方向夹角为θ＝45°，紧靠磁场边界放置长为6d、间距为d的平行金属板M、N，M板与磁场边界的交点为P，磁场边界上的O点与N板在同一水平面上．在两板间存在如图乙所示的交变电场(取竖直向下为正方向)，其周期T＝，E0＝.某时刻从O点竖直向上以初速度v0发射一个电荷量为＋q的粒子，结果粒子恰在图乙中的t＝时刻从P点水平进入板间电场，最后从电场中的右边界射出．不计粒子重力．求：图9(1)粒子的质量m；(2)粒子从O点进入磁场到射出电场运动的总时间t；(3)粒子在电场中的射出点到M点的距离．答案　见解析解析　(1)粒子在磁场中的运动轨迹如图，轨迹半径r＝d由牛顿第二定律得qv0B＝m解得：m＝；(2)粒子在磁场中运动的周期T0＝在磁场中运动的时间t1＝＝粒子在电场中做曲线运动，与两板平行方向上的分运动为匀速直线运动运动时间t2＝粒子从O点进入磁场到离开电场运动的总时间t＝t1＋t2解得：t＝d；(3)粒子在电场中的运动时间t2＝＝T由题图乙可知，当粒子从t＝时刻自P点进入电场后，在竖直方向上运动一个周期T的位移为0，对应的速度图象如图所示故粒子在T内运动的竖直位移y＝2×a2a＝，解得y＝.