2020年高考物理復(fù)習(xí) 知能演練提升 第八章章末小結(jié)與達(dá)標(biāo)檢驗(yàn)

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1、2020年高考物理復(fù)習(xí) 知能演練提升：第八章 章末小結(jié)與達(dá)標(biāo)檢驗(yàn) (時(shí)間：50分鐘　滿分：100分) 一、選擇題(本題共10小題，每小題6分，共60分，每小題至少有一個(gè)選項(xiàng)正確，選對(duì)但不全得3分，有選錯(cuò)或不答的得0分) 1.如圖1所示，三根長(zhǎng)直導(dǎo)線垂直于紙面放置，通以大小相同方向如圖的電流，ac⊥bd，且ab＝ac＝ad，則a點(diǎn)處磁場(chǎng)方向?yàn)?　　) A．垂直于紙面向外 B．垂直于紙面向里 C．沿紙面由a向d D．沿紙面由a向c 圖1 解析：因ab＝ad，則b與d兩直

2、線電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)可互相抵消(由安培定則及直線電流磁場(chǎng)中磁場(chǎng)強(qiáng)弱和距離關(guān)系可知)，a點(diǎn)磁場(chǎng)將完全取決于c中電流，由安培定則可判知a點(diǎn)磁場(chǎng)方向?yàn)檠丶埫嬗蒩向d，選C。 答案：C 2．質(zhì)量為m的通電細(xì)桿置于傾角為θ的導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌的寬度為d，桿與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，有垂直于紙面向里的電流通過桿，桿恰好靜止于導(dǎo)軌上。在如圖2所示的A、B、C、D四個(gè)圖中，桿與導(dǎo)軌間的摩擦力一定不為零的是(　　) 圖2 解析：A中通電細(xì)桿所受安培力水平向右，B中安培力豎直向上，這兩種情況，即使沒有摩擦力，通電細(xì)桿也可以靜止在導(dǎo)軌上；C中安培力豎直向下，D中安培力水平向左，這兩種情況，如果沒有摩擦力，通電細(xì)桿

3、均不能靜止，故C、D均對(duì)。 答案：CD 3．(2020·汕頭模擬)如圖3所示，一束正離子從S點(diǎn)沿水平方向射出，在沒有偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)、磁場(chǎng)時(shí)恰好擊中熒光屏上的坐標(biāo)原點(diǎn)O；若同時(shí)加上電場(chǎng)和磁場(chǎng)后，正離子束最后打在熒光屏上坐標(biāo)系的第Ⅲ象限中，則所加電場(chǎng)E和磁場(chǎng)B的方向可能是(　　) 圖3 A．E向下，B向上 B．E向下，B向下 C．E向上，B向下 D．E向上，B向上 解析：離子打在第Ⅲ象限，相對(duì)于原點(diǎn)O向下運(yùn)動(dòng)和向左運(yùn)動(dòng)，所以E向下，B向下。所以B正確。 答案：B 4.電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)正交，復(fù)合場(chǎng)的水平寬度為d，豎直方向足夠長(zhǎng)，如

4、圖4所示?，F(xiàn)有一束帶電荷量為q、質(zhì)量為m的α粒子以各不相同的初速度v0沿電場(chǎng)方向射入場(chǎng)區(qū)，則那些能飛出場(chǎng)區(qū)的α粒子的動(dòng)能增量ΔEk可能為(　　) A．dq(E＋B) B. C．qEd D．0 圖4 解析：帶電粒子可從左側(cè)飛出或從右側(cè)飛出場(chǎng)區(qū)，由于洛倫茲力不做功，電場(chǎng)力做功與路徑無關(guān)，所以從左側(cè)飛出時(shí)ΔEk＝0，從右側(cè)飛出時(shí)ΔEk＝Eqd，選項(xiàng)C、D正確。 答案：CD 5.利用如圖5所示的方法可以測(cè)得金屬導(dǎo)體中單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)n，現(xiàn)測(cè)得一

5、塊橫截面為矩形的金屬導(dǎo)體的寬為b，厚為d，并加有與側(cè)面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，當(dāng)通以圖示方向電流I時(shí)，在導(dǎo)體上、下表面間用電壓表可測(cè)得電壓為U。已知自由電子的電荷量為e，則下列判斷正確的是(　　) 圖5 A．上表面電勢(shì)高 B．下表面電勢(shì)高 C．該導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為 D．該導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為 解析：畫出平面圖如圖所示，由左手定則可知，自由電子向上表面偏轉(zhuǎn)，故下表面電勢(shì)高，故B正確，A錯(cuò)誤；再根據(jù)e＝evB，I＝neSv＝nebdv得n＝，故D正確，C錯(cuò)誤。 答案：BD 6.回旋

6、加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻交流電極相連接的兩個(gè)D形金屬盒，兩盒間的狹縫中形成周期性變化的電場(chǎng)，使粒子在通過狹縫時(shí)都能得到加速，兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖6所示，要增大帶電粒子射出時(shí)的動(dòng)能，則下列說法中正確的是 (　　) 圖6 A．增大電場(chǎng)的加速電壓，其他保持不變 B．增大磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，其他保持不變 C．減小狹縫間的距離，其他保持不變 D．增大D形金屬盒的半徑，其他保持不變 解析：帶電粒子在回旋加速器中運(yùn)動(dòng)時(shí)洛倫茲力不做功，洛倫茲力提供向心力，即qvB＝m，粒子的動(dòng)能Ek＝mv2＝，增加帶電粒子運(yùn)動(dòng)的

7、半徑或磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，便能增加帶電粒子的動(dòng)能。 答案：BD 7.如圖7所示，帶等量異種電荷的平行金屬板a、b處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B垂直紙面向里，不計(jì)重力的帶電粒子沿OO′方向從左側(cè)垂直于電場(chǎng)和磁場(chǎng)入射，從右側(cè)射出a、b板間區(qū)域時(shí)動(dòng)能比入射時(shí)小。要使粒子射出a、b板間區(qū)域時(shí)的動(dòng)能比入射時(shí)大，可以(　　) 圖7 A．適當(dāng)增大金屬板間的電壓 B．適當(dāng)增大金屬板間的距離 C．適當(dāng)減小金屬板間的磁感應(yīng)強(qiáng)度 D．使帶電粒子的電性相反 解析：帶電粒子進(jìn)入復(fù)合場(chǎng)后，受到電場(chǎng)力F＝和洛倫茲力F＝qvB作用，粒子動(dòng)能減小說明電場(chǎng)力做負(fù)功，即＜qvB，要使粒子射出時(shí)動(dòng)

8、能比入射時(shí)大，則要＞qvB，故可增大金屬板間電壓，A對(duì)；適當(dāng)減小金屬板間的距離，B錯(cuò)；適當(dāng)減小金屬板間的磁感應(yīng)強(qiáng)度，C對(duì)；改變帶電粒子電性或電荷量均不可，D錯(cuò)。 答案：AC 8.如圖8所示，一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為＋q的帶電粒子，不計(jì)重力，在a點(diǎn)以某一初速度水平向左射入磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ，沿曲線abcd運(yùn)動(dòng)，ab、bc、cd都是半徑為R的圓弧。粒子在每段圓弧上運(yùn)動(dòng)的時(shí)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(chǎng)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9中的(　　) 圖8 圖9 解析：由左手定則可判斷出磁感應(yīng)強(qiáng)度

9、B在磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ內(nèi)磁場(chǎng)方向分別為向外、向里、向外，在三個(gè)區(qū)域中均運(yùn)動(dòng)圓周，故t＝，由于T＝，求得B＝。只有C選項(xiàng)正確。 答案：C 9．環(huán)形對(duì)撞機(jī)是研究高能粒子的重要裝置，其核心部件是一個(gè)高度真空的圓環(huán)狀的空腔。若帶電粒子初速度可視為零，經(jīng)電壓為U的電場(chǎng)加速后，沿圓環(huán)切線方向注入對(duì)撞機(jī)的環(huán)狀機(jī)腔內(nèi)，空腔內(nèi)存在著與圓環(huán)平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。帶電粒子將被限制在圓環(huán)狀空腔內(nèi)運(yùn)動(dòng)。要維持帶電粒子在圓環(huán)內(nèi)做半徑確定的圓周運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的是(　　) A．對(duì)于給定的加速電壓，帶電粒子的比荷q/m越大，磁感應(yīng)強(qiáng)度B越大 B．對(duì)于給定的加速電壓，帶電粒子的比荷q/m越大，磁感

10、應(yīng)強(qiáng)度B越小 C．對(duì)于給定的帶電粒子，加速電壓U越大，粒子運(yùn)動(dòng)的周期越小 D．對(duì)于給定的帶電粒子，不管加速電壓U多大，粒子運(yùn)動(dòng)的周期都不變 解析：帶電粒子經(jīng)過加速電場(chǎng)后速度為v＝ ，帶電粒子以該速度進(jìn)入對(duì)撞機(jī)的環(huán)狀空腔內(nèi)，且在圓環(huán)內(nèi)做半徑確定的圓周運(yùn)動(dòng)，因此R＝＝ ，對(duì)于給定的加速電壓，即U一定，則帶電粒子的比荷q/m越大，磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)越小，A錯(cuò)誤，B正確；帶電粒子運(yùn)動(dòng)周期為T＝2πR ，對(duì)于給定的粒子，m/q確定，R確定，故C正確，D錯(cuò)誤。 答案：BC 10. (2020·大連模擬)如圖10所示，套在足夠長(zhǎng)的絕緣粗糙直棒上的帶正電小球，其質(zhì)量為m，帶電荷量為q，小球可在棒上滑動(dòng)，

11、現(xiàn)將此棒豎直放入沿水平方向且互相垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)中。設(shè)小球電荷量不變，在小球由靜止下滑的過程中(　　) 圖10 A．小球加速度一直增大 B．小球速度一直增大，直到最后勻速 C．桿對(duì)小球的彈力一直減小 D．小球所受洛倫茲力一直增大，直到最后不變 解析：小球由靜止加速下滑，F(xiàn)洛＝Bqv在不斷增大。開始一段，如圖甲所示，F(xiàn)洛

12、F洛>F電，水平方向F洛＝F電＋N，隨著速度的增大，N也不斷增大，摩擦力f＝μN(yùn)也增大，加速度a＝減小，當(dāng)f＝mg時(shí)，加速度a＝0，此后小球勻速運(yùn)動(dòng)。由以上分析可知。加速度先增大后減小，A錯(cuò)，B正確；彈力先減小后增大，C錯(cuò)；洛倫茲力F洛＝Bqv，由v的變化可知D正確。 答案：BD 二、計(jì)算題(本題共2小題，共40分，要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位) 11．(18分)如圖11所示，一束極細(xì)的可見光照射到金屬板上的A點(diǎn)，可以從A點(diǎn)向各個(gè)方向發(fā)射出速率不同的電子，這些電子被稱為光電子。金屬板左側(cè)有一個(gè)方向垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，且面積足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，涂有熒光材

13、料的金屬小球P(半徑忽略不計(jì))置 圖11 于金屬板上的A點(diǎn)的正上方，A、P同在紙面內(nèi)，兩點(diǎn)相距L。從A點(diǎn)發(fā)出的光電子，在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)后，有的能夠打在小球上并使小球發(fā)出熒光?，F(xiàn)已測(cè)定，有一個(gè)垂直磁場(chǎng)方向、與金屬板成θ＝30°角射出的光電子擊中了小球。求這一光電子從金屬板發(fā)出時(shí)的速率v和它在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的可能時(shí)間t。已知光電子的比荷為e/m。 解析：情況一：若光電子的出射方向是沿斜向左下方的方向，如圖甲所示： 由牛頓第二定律得：evB＝ 由幾何關(guān)系得：R＝ 解得：v＝ 情況二：若光電子的出射方向是沿著斜向左上方的方向，如圖乙所示： 由圖可知，軌道半徑R＝， 速率仍為：v＝

14、 光電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)周期T＝ 情況一：光電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1＝T＝ 情況二：光電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2＝T＝ 答案：　或 12．(16分)如圖12所示為一種質(zhì)譜儀示意圖，由加速電場(chǎng)、靜電分析器和磁分析器組成。已知：靜電分析器通道的半徑為R，均勻輻射電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E。磁分析器中有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。問： 圖12 (1)為了使位于A處電荷量為q、質(zhì)量為m的離子，從靜止開始經(jīng)加速電場(chǎng)加速后沿圖中圓弧虛線通過靜電分析器，加速電場(chǎng)的電壓U應(yīng)為多大？ (2) 滿足(1)問條件離子由P點(diǎn)進(jìn)入磁分析器后，最終打在乳膠片上的Q點(diǎn)，該點(diǎn)距入射點(diǎn)P多遠(yuǎn)？ 解析：(1)離子在加速電場(chǎng)中加速，根據(jù)動(dòng)能定理有 qU＝mv2① 離子在輻向電場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力提供向心力，有 qE＝m② 解得U＝ER③ (2)離子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，有 qvB＝m④ 由②、④式得r＝＝ ⑤ ＝2r＝ 答案：(1)ER　(2)