2022步步高大一轮复习--物理 第九章 磁场 章末综合能力滚动练

这是一份2022步步高大一轮复习--物理 第九章 磁场 章末综合能力滚动练，共7页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
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＝eq \f(F,IL)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 B
2.(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1
A．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50 Hz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50 Hz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.(2020·安徽亳州市质检)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2
A．B2∶B1＝2∶eq \r(3) B．B2∶B1＝eq \r(3)∶2
C．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eq \f(B1,2)，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＝eq \f(B1,2)，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3
A．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eq \f(E,B)
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＝eq \f(E,B)，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＝eq \f(mv2,R)得R＝eq \f(mv,qB0)，所以eq \f(q,m)＝eq \f(v,B0R)，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4
A．0 B.eq \f(1,2)mv02
C.eq \f(m3g2,2q2B2) D.eq \f(1,2)m(v02－eq \f(m2g2,q2B2))
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eq \f(1,2)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＝eq \f(mg,qB)，由动能定理可得圆环克服摩擦力做的功为W＝eq \f(1,2)mv02－eq \f(1,2)mv2＝eq \f(1,2)m(v02－eq \f(m2g2,q2B2))，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8 Ω)
B．电流表A(0.6 A，内阻约0.6 Ω)
C．电压表V(3 V，内阻约3 kΩ)
D．滑动变阻器R1(0～5 Ω，2 A)
E．电源E(6 V)
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所示电路进行实验，请用笔画线代替导线，在图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eq \f(U,I)－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)eq \f(πkd2,4) (4)AD
解析 (1)螺旋测微器读数为：
0 mm＋eq \f(0.5,50)×39.9 mm＝0.399 mm，
所以读数为0.399 mm.
(2)根据电路图连接实物图如图所示：
(3)设电流表内阻为RA，根据欧姆定律可知待测金属丝电阻：R＝eq \f(U－IRA,I)，电阻R＝ρeq \f(L,S)，横截面积：S＝π(eq \f(d,2))2，联立解得：eq \f(U,I)＝eq \f(4ρ,πd2)L＋RA，图象斜率：k＝eq \f(4ρ,πd2)，所以该金属丝电阻率ρ＝eq \f(πkd2,4).
(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、电流表示数，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eq \f(U,I)＝eq \f(4ρ,πd2)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有影响，D正确．
7．(2017·全国卷Ⅲ·24)如图8，空间存在方向垂直于纸面(xOy平面)向里的磁场．在x≥0 区域，磁感应强度的大小为B0；x＜0区域，磁感应强度的大小为λB0(常数λ＞1)．一质量为m、电荷量为q(q＞0)的带电粒子以速度v0从坐标原点O沿x轴正向射入磁场，此时开始计时，当粒子的速度方向再次沿x轴正向时，求：(不计重力)
图8
(1)粒子运动的时间；
(2)粒子与O点间的距离．
答案 (1)eq \f(πm,B0q)(1＋eq \f(1,λ)) (2)eq \f(2mv0,B0q)(1－eq \f(1,λ))
解析 (1)在匀强磁场中，带电粒子做匀速圆周运动．设在x≥0区域，圆周半径为R1；在x＜0区域，圆周半径为R2.由洛伦兹力公式及牛顿第二定律得
qB0v0＝meq \f(v02,R1)①
qλB0v0＝meq \f(v02,R2)②
设粒子在x≥0区域运动的时间为t1，则
t1＝eq \f(πR1,v0)③
粒子在x