版创新设计高考总复习物理江苏专用章末检测八文档格式.docx

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高邮中学阶段检测）如图1所示,将一个半径为R的金属圆环串联接入电路中,电路中的电流为I,接入点a、b是圆环直径上的两个端点,流过圆弧acb和adb的电流相等。

金属圆环处在磁感应强度为B、方向如图所示的匀强磁场中,磁场方向与圆环所在的平面垂直,则金属圆环受到的安培力大小为（　　）

图1

A.0B.πBIRC.2BIRD.4BIR

【试题解析】隔离分析金属圆环的上半部分,其中的电流为,所受安培力大小为B·

·

2R＝BIR；

同理,金属圆环的下半部分所受的安培力大小也为BIR,两部分所受的安培力方向相同,所以金属圆环受到的安培力大小为2BIR,C项正确。

答案　C

3.（2018·

江苏徐州高三上学期期中抽测）带电金属棒周围电场线的分布如图2所示,A、B是电场中的两点,OA>

OB。

下列说法正确的是（　　）

图2

A.A点的电势高于B点的电势

B.A点的电场强度大于B点的电场强度

C.负电荷从A点至B点,电场力一直做正功

D.负电荷在A点的电势能大于其在B点的电势能

【试题解析】由电场线的特点可知,金属棒两侧的电场是对称的,由于OA＞OB,故OA之间的电势差大于OB之间的电势差,根据沿电场线的方向电势降低可知,A点的电势低于B点的电势,故A项错误；

根据电场线的疏密表示电场的强弱可知,B点的电场强度大,故B项错误；

负电荷在电势高位置的电势能小,所以负电荷在A点的电势能大于其在B点的电势能；

由于不知道负电荷从A点至B点的运动的路径,所以不能判断出电场力是否一直做正功。

故C项错误,D项正确。

4.（2019·

江苏常州高级中学高三月考）回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒,两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图3所示。

设D形盒半径为R。

若用回旋加速器加速质子时,匀强磁场的磁感应强度为B,高频交流电频率为f。

则下列说法正确的是（　　）

图3

A.质子被加速后的最大速度不可能超过2πfR

B.质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小有关

C.高频电源只能使用矩形交变电流,不能使用正弦式交变电流

D.不改变B和f,该回旋加速器也能用于加速α粒子

【试题解析】由T＝,T＝,可得质子被加速后的最大速度为2πfR,其不可能超过2πfR,质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关,选项A正确,B错误；

高频电源可以使用正弦式交变电流,选项C错误；

要加速α粒子,高频交流电周期必须变为α粒子在其中做圆周运动的周期,即T＝,故选项D错误。

答案　A

5.（2018·

江苏如皋市高三教学质量调研）如图4所示,在一平面正方形MNPQ区域内有一匀强磁场垂直于纸面向里,磁感应强度为B。

一质量为m、电荷量为q的粒子以速度v从Q点沿着与QP边夹角为30°

的方向垂直进入磁场,从QP边射出。

已知QP边长为a,不计粒子的重力,下列说法正确的是（　　）

图4

A.该粒子带正电

B.运动过程中粒子的速度不变

C.粒子在磁场中运动的时间为

D.粒子的速度v的最大值为

【试题解析】粒子从PQ边射出磁场,粒子刚射入磁场时受到的洛伦兹力垂直于速度斜向右下方,由左手定则可知,该粒子带负电,故选项A错误；

粒子在磁场中做匀速圆周运动,粒子的速度大小不变,方向发生变化,故选项B错误；

粒子在磁场中转过的圆心角θ＝2×

30°

＝60°

粒子在磁场中的运动时间t＝T＝×

＝,故选项C正确；

粒子从P点射出磁场时轨迹半径最大,粒子的速度最大,此时粒子的轨迹半径r＝a,由qvB＝m得粒子的最大速度v＝＝,故选项D错误。

二、多项选择题（共4小题,每小题6分,共24分）

6.（2018·

洛阳联考）如图5是“探究影响通电导体在磁场中受力因素”的实验示意图。

三块相同马蹄形磁铁并列放置在水平桌面上,导体棒用图中1、2、3、4轻而柔软的细导线悬挂起来,它们之中的任意两根可与导体棒和电源构成回路。

认为导体棒所在位置附近为匀强磁场,最初细导线1、4接在直流电源上,电源没有在图中画出。

关于接通电源时可能出现的实验现象,下列叙述正确的是（　　）

图5

A.改变电流方向同时改变磁场方向,导体棒摆动方向将会改变

B.仅改变电流方向或者仅改变磁场方向,导体棒摆动方向一定改变

C.增大电流同时并改变接入导体棒上的细导线,接通电源时,导体棒摆动幅度一定增大

D.仅拿掉中间的磁铁,导体棒摆动幅度减小

【试题解析】根据左手定则判断可知,改变电流方向同时改变磁场方向,导体棒摆动方向不会改变,选项A错误；

仅改变电流方向或者仅改变磁场方向,导体棒摆动方向一定改变,选项B正确；

增大电流同时并改变接入导体棒上的细导线,结合题意可知,导体棒在磁场中的有效长度减小,则接通电源时,导体棒摆动幅度不一定增大,选项C错误；

仅拿掉中间的磁铁,导体棒所受安培力减小,摆动幅度减小,选项D正确。

答案　BD

7.（2018·

南京、盐城、连云港二模）如图6所示的火警报警装置,R1为热敏电阻,若温度升高,则R1的阻值会急剧减小,从而引起电铃电压的增加。

当电铃电压达到一定值时,电铃会响。

下列说法中正确的是（　　）

图6

A.要使报警的临界温度升高,可以适当增大电源的电动势

B.要使报警的临界温度降低,可以适当增大电源的电动势

C.要使报警的临界温度升高,可以把R2的滑片P适当向下移

D.要使报警的临界温度降低,可以把R2的滑片P适当向下移

【试题解析】结合热敏电阻阻值随温度变化规律图象,若临界温度升高,R1临将减小。

若保持R2的滑片P位置不动,由闭合电路欧姆定律,电铃响起时通过R2的临界电流I临＝,为保证I临不变,应适当减小电源电动势E,A项错误；

同理,若临界温度降低,应适当增大电源电动势E,B项正确；

若保持电源电动势E不变,由闭合电路欧姆定律U2临＝E－I（r＋R1临）,当临界温度升高,R1临减小,为保证U2临不变,应增大I,需减小R2,即将R2滑片上移,C项错误；

同理当临界温度降低,应将R2滑片下移,D项正确。

8.（2018·

江苏省丰县中学第三次月考）如图7所示,在平板PQ上方有一匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里。

某时刻有a、b、c三个电子（不计重力）分别以大小相等、方向如图所示的初速度va、vb和vc经过平板PQ上的小孔O射入匀强磁场。

这三个电子打到平板PQ上的位置到小孔O的距离分别是la、lb和lc,电子在磁场中运动的时间分别为ta、tb和tc。

整个装置放在真空中。

则下列判断正确的是（　　）

图7

A.la＝lc＜lbB.la＜lb＜lc

C.ta＜tb＜tcD.ta＞tb＞tc

【试题解析】三个电子的速度大小相等,方向如图所示,垂直进入同一匀强磁场中。

由于初速度va和vc的方向与PQ的夹角相等,所以这两个电子的运动轨迹正好组合成一个完整的圆,则这两个电子打到平板PQ上的位置到小孔的距离是相等的。

而初速度vb的电子方向与PQ垂直,则它的运动轨迹正好是半圆,所以电子打到平板PQ上的位置到小孔的距离恰好是圆的直径。

由于它们的速度大小相等,因此它们的运动轨迹的半径均相同,所以速度为vb的电子打到平板PQ上的位置到小孔O距离最大,选项A正确,B错误；

从图中可得,初速度为va的电子偏转的角度最大,初速度为vc的电子偏转的角度最小,根据粒子在磁场中运动的时间与偏转的角度之间的关系:

＝可得,偏转角度最大的a运动的时间最长,偏转角度最小的c在磁场中运动的时间最短,故选项C错误,D正确。

答案　AD

9.磁流体发电机又叫等离子体发电机,如图8所示,燃烧室在3000K的高温下将气体全部电离为正离子与负离子,即高温等离子体。

高温等离子体经喷管提速后以1000m/s的速度进入矩形发电通道。

发电通道有垂直于喷射速度方向的匀强磁场,磁感应强度为6T,等离子体发生偏转,在两极间形成电势差,已知发电通道长a＝50cm,宽b＝20cm,高d＝20cm,等离子体的电阻率ρ＝2Ω·

m,则以下判断中正确的是（　　）

图8

A.发电机的电动势为1200V

B.开关断开时,高温等离子体可以匀速通过发电通道

C.当外接电阻为8Ω时,电流表示数为150A

D.当外接电阻为4Ω时,发电机输出功率最大

【试题解析】由q＝qvB,得电源电动势U＝vBd＝1200V,A正确；

由于F电＝F洛,所以开关断开时,等离子体可以匀速通过发电通道,B正确；

由电阻定律r＝ρ＝4Ω,得发电机内阻为4Ω,由闭合电路欧姆定律得,当外接电阻为8Ω时,电流为100A,故C错误；

当外电路总电阻R＝r时有最大输出功率,得D正确。

答案　ABD

三、计算题（共3小题,共51分）

10.（16分）（2019·

江苏海安高级中学高三月考）“太空粒子探测器”是由加速、偏转和收集三部分组成,其原理可简化如下,如图9所示,辐射状的加速电场区域边界为两个同心平行半圆弧面,圆心为O,外圆弧面AB的半径为L,电势为φ1,内圆弧面CD的半径为L/2,电势为φ2,足够长的收集板MN平行于边界ACDB,O到MN板的距离OP＝L,假设太空中漂浮着质量为m,电荷量为q的带正电粒子,它们能均匀地吸附到AB圆弧面上,并被加速电场从静止开始加速,不计粒子间的相互作用和其他星球对粒子引力的影响。

　　　　图9　　　　　　　　图10

（1）如图10所示,若在边界ACDB和收集板MN之间加一个半圆形匀强磁场,圆心为O,半径为L,方向垂直纸面向里,则发现从AB圆弧面收集到的粒子经O点进入磁场后有能打到MN板上（不考虑过边界ACDB的粒子再次返回）,求所加磁感应强度的大小；

（2）同上问,从AB圆弧面收集到的粒子经O点进入磁场后均不能到达收集板MN,求磁感应强度所满足的条件。

【试题解析】

（1）带电粒子在电场中加速时,由动能定理可得

qU＝mv2－0

又U＝φ1－φ2,所以v＝

从AB圆弧面收集到的粒子有能打到MN板上,刚好不能打到MN上的粒子从磁场中出来后速度方向与MN平行,则入射的方向与AB之间的夹角是60°

在磁场中运动的轨迹如图,轨迹圆心角θ＝60°

根据几何关系,粒子圆周运动的半径为r＝L,由牛顿第二定律可得

qvB＝m,

联立解得B＝；

（2）当沿OD方向的粒子刚好打到MN上,则由几何关系可知r1＝L

由牛顿第二定律得qvB＝m,B＝

即B＞

答案　

（1）　

（2）B＞

11.（16分）（2018·

常州市第一次模拟）如图11所示,水平地面上方MN边界右侧存在垂直纸面向外的匀强磁场和竖直方向的匀强电场（图中未标出）,磁感应强度

B＝1.0T。

在边界MN离地面高h＝3m处的A点,质量m＝1×

10－3kg、电荷量q＝1×

10－3C的带正电的小球（可视为质点）以速度v0水平进入右侧的匀强磁场和匀强电场的区域,小球进入右侧区域恰能做匀速圆周运动。

g取10m/s2。

求:

图11

（1）电场强度的大小和方向；

（2）若0<

v0≤3m/s,求小球在磁场中运动的最短时间t1；

（3）若0<

v0≤3m/s,求小球落在水平面上的范围。

（1）小球做匀速