第八章高頻考點真題驗收全通關(guān)

1、 第八章高頻考點真題驗收全通關(guān) 把握本章在高考中考什么、怎么考，練通此卷、平步高考！高頻考點一：磁場安培力1(2013·上海高考)如圖1，通電導線MN與單匝矩形線圈abcd共面，位置靠近ab且相互絕緣。當MN中電流突然減小時，線圈所受安培力的合力方向()圖1A向左B向右C垂直紙面向外 D垂直紙面向里2(多選)(2012·海南高考)圖2中裝置可演示磁場對通電導線的作用。電磁鐵上下兩磁極之間某一水平面內(nèi)固定兩條平行金屬導軌，L是置于導軌上并與導軌垂直的金屬桿。當電磁鐵線圈兩端a、b，導軌兩端e、f，分別接到兩個不同的直流電源上時，L便在導軌上滑動。下列說法正確的是()圖2A若a

2、接正極，b接負極，e接正極，f接負極，則L向右滑動B若a接正極，b接負極，e接負極，f接正極，則L向右滑動C若a接負極，b接正極，e接正極，f接負極，則L向左滑動D若a接負極，b接正極，e接負極，f接正極，則L向左滑動3. (2012·大綱卷)如圖3所示，兩根相互平行的長直導線過紙面上的M、N兩點，且與紙面垂直，導線中通有大小相等、方向相反的電流。a、O、b在M、N的連線上，O為MN的中點，c、d位于MN的中垂線上，且a、b、c、d到O點的距離均相等。關(guān)于以下幾點處的磁場，下列說法正確的是()圖3AO點處的磁感應強度為零Ba、b兩點處的磁感應強度大小相等，方向相反Cc、d兩點處的磁感

3、應強度大小相等，方向相同Da、c兩點處磁感應強度的方向不同高頻考點二：帶電粒子在勻強磁場中的運動4(2014·北京高考)帶電粒子a、b在同一勻強磁場中做勻速圓周運動，它們的動量大小相等，a運動的半徑大于b運動的半徑。若a、b的電荷量分別為qa、qb，質(zhì)量分別為ma、mb，周期分別為Ta、Tb。則一定有()Aqa<qb Bma<mbCTa<Tb D.5(多選)(2011·浙江高考)利用如圖4所示裝置可以選擇一定速度范圍內(nèi)的帶電粒子。圖中板MN上方是磁感應強度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場，板上有兩條寬度分別為 2d 和 d 的縫，兩縫近端相距為L。一群

4、質(zhì)量為 m、電荷量為 q，具有不同速度的粒子從寬度為 2d 的縫垂直于板 MN 進入磁場，對于能夠從寬度為 d的縫射出的粒子，下列說法正確的是()圖4A粒子帶正電B射出粒子的最大速度為C保持d和L不變，增大B，射出粒子的最大速度與最小速度之差增大D保持d和B不變，增大L，射出粒子的最大速度與最小速度之差增大6. (2013·全國卷)如圖5，半徑為R的圓是一圓柱形勻強磁場區(qū)域的橫截面(紙面)，磁感應強度大小為B，方向垂直于紙面向外。一電荷量為q(q>0)、質(zhì)量為m的粒子沿平行于直徑ab的方向射入磁場區(qū)域，射入點與ab的距離為。已知粒子射出磁場與射入磁場時運動方向間的夾角為60&#

5、176;，則粒子的速率為(不計重力)()圖5A.B.C. D.高頻考點三：帶電粒子在組合場中的運動7(2013·安徽高考)如圖6所示的平面直角坐標系xOy，在第象限內(nèi)有平行于y軸的勻強電場，方向沿y軸正方向；在第象限的正三角形abc區(qū)域內(nèi)有勻強磁場，方向垂直于xOy平面向里，正三角形邊長為L，且ab邊與y軸平行。一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子，從y軸上的P(0，h)點，以大小為v0的速度沿x軸正方向射入電場，通過電場后從x軸上的a(2h,0)點進入第象限，又經(jīng)過磁場從y軸上的某點進入第象限，且速度與y軸負方向成45°角，不計粒子所受的重力。求：圖6(1)電場強度E的大小；(2

6、)粒子到達a點時速度的大小和方向；(3)abc區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應強度B的最小值。8(2011·北京高考)利用電場和磁場，可以將比荷不同的離子分開，這種方法在化學分析和原子核技術(shù)等領域有重要的應用。如圖7所示的矩形區(qū)域ACDG(AC邊足夠長)中存在垂直于紙面的勻強磁場，A處有一狹縫。離子源產(chǎn)生的離子，經(jīng)靜電場加速后穿過狹縫沿垂直于GA邊且垂直于磁場的方向射入磁場，運動到GA邊，被相應的收集器收集，整個裝置內(nèi)部為真空。已知被加速的兩種正離子的質(zhì)量分別是m1和m2(m1>m2)，電荷量均為q。加速電場的電勢差為U，離子進入電場時的初速度可以忽略。不計重力，也不考慮離子間的相互作用。圖

7、7(1)求質(zhì)量為m1的離子進入磁場時的速率v1；(2)當磁感應強度的大小為B時，求兩種離子在GA邊落點的間距s；(3)在前面的討論中忽略了狹縫寬度的影響，實際裝置中狹縫具有一定寬度。若狹縫過寬，可能使兩束離子在GA邊上的落點區(qū)域交疊，導致兩種離子無法完全分離。設磁感應強度大小可調(diào)，GA邊長為定值L，狹縫寬度為d，狹縫右邊緣在A處。離子可以從狹縫各處射入磁場，入射方向仍垂直于GA邊且垂直于磁場。為保證上述兩種離子能落在GA邊上并被完全分離，求狹縫的最大寬度。9. (2012·天津高考)對鈾235的進一步研究在核能的開發(fā)和利用中具有重要意義。如圖8所示，質(zhì)量為m、電荷量為q的鈾235離子

8、，從容器A下方的小孔S1不斷飄入加速電場，其初速度可視為零，然后經(jīng)過小孔S2垂直于磁場方向進入磁感應強度為B的勻強磁場中，做半徑為R的勻速圓周運動，離子行進半個圓周后離開磁場并被收集，離開磁場時離子束的等效電流為I。不考慮離子重力及離子間的相互作用。圖8(1)求加速電場的電壓U。(2)求出在離子被收集的過程中任意時間t內(nèi)收集到離子的質(zhì)量M。(3)實際上加速電壓的大小會在U±U范圍內(nèi)微小變化。若容器A中有電荷量相同的鈾235和鈾238兩種離子，如前述情況它們經(jīng)電場加速后進入磁場中會發(fā)生分離，為使這兩種離子在磁場中運動的軌跡不發(fā)生交疊，應小于多少？(結(jié)果用百分數(shù)表示，保留兩位有效數(shù)字)1

9、0(2013·天津高考)一圓筒的橫截面如圖9所示，其圓心為O。筒內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應強度為B。圓筒下面有相距為d的平行金屬板M、N，其中M板帶正電荷，N板帶等量負電荷。質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子自M板邊緣的P處由靜止釋放，經(jīng)N板的小孔S以速度v沿半徑SO方向射入磁場中。粒子與圓筒發(fā)生兩次碰撞后仍從S孔射出，設粒子與圓筒碰撞過程中沒有動能損失，且電荷量保持不變，在不計重力的情況下，求：圖9(1)M、N間電場強度E的大??；(2)圓筒的半徑R；(3)保持M、N間電場強度E不變，僅將M板向上平移d，粒子仍從M板邊緣的P處由靜止釋放，粒子自進入圓筒至從S孔射出期間，與圓筒

10、的碰撞次數(shù)n。11(2013·江蘇高考)在科學研究中，可以通過施加適當?shù)碾妶龊痛艌鰜韺崿F(xiàn)對帶電粒子運動的控制。如圖10甲所示的xOy平面處于勻強電場和勻強磁場中，電場強度E和磁感應強度B隨時間t做周期性變化的圖像如圖乙所示。x軸正方向為E的正方向，垂直紙面向里為B的正方向。在坐標原點O有一粒子P，其質(zhì)量和電荷量分別為m和q。不計重力。在t時刻釋放P，它恰能沿一定軌道做往復運動。圖10(1)求P在磁場中運動時速度的大小v0；(2)求B0應滿足的關(guān)系；(3)在t0(0<t0<)時刻釋放P，求P速度為零時的坐標。高頻考點四：帶電粒子在疊加場中的運動12. (2012·

11、浙江高考)如圖11所示，兩塊水平放置、相距為d的長金屬板接在電壓可調(diào)的電源上。兩板之間的右側(cè)區(qū)域存在方向垂直紙面向里的勻強磁場。將噴墨打印機的噴口靠近上板下表面，從噴口連續(xù)不斷噴出質(zhì)量均為m、水平速度均為v0、帶相等電荷量的墨滴。調(diào)節(jié)電源電壓至U，墨滴在電場區(qū)域恰能沿水平向右做勻速直線運動；進入電場、磁場共存區(qū)域后，最終垂直打在下板的M點。圖11(1)判斷墨滴所帶電荷的種類，并求其電荷量；(2)求磁感應強度B的值；(3)現(xiàn)保持噴口方向不變，使其豎直下移到兩板中間的位置。為了使墨滴仍能到達下板M點，應將磁感應強度調(diào)至B，則B的大小為多少？13(2012·重慶高考)有人設計了一種帶電顆粒

12、的速率分選裝置，其原理如圖12所示。兩帶電金屬板間有勻強電場，方向豎直向上。其中PQNM矩形區(qū)域內(nèi)還有方向垂直紙面向外的勻強磁場。一束比荷(電荷量與質(zhì)量之比)均為的帶正電顆粒，以不同的速率沿著磁場區(qū)域的水平中心線OO進入兩金屬板之間，其中速率為v0的顆粒剛好從Q點處離開磁場，然后做勻速直線運動到達收集板。重力加速度為g，PQ3d，NQ2d，收集板與NQ的距離為l，不計顆粒間相互作用。求圖12(1)電場強度E的大??；(2)磁感應強度B的大小；(3)速率為v0(1)的顆粒打在收集板上的位置到O點的距離。答 案1.選B因為導線MN靠近ab，由圖可知，線圈中等效合磁場為垂直紙面向里，當MN中電流減小時

13、，由楞次定律可知感應電流的磁場阻礙磁通量的減小，故線圈向右運動，所受安培力的合力向右，故只有B項正確。2選BD若a接正極，b接負極，電磁鐵磁極間磁場方向向上，e接正極，f接負極，由左手定則判定金屬桿受安培力向左，則L向左滑動，A項錯誤，同理判定B、D選項正確，C項錯誤。3選C先根據(jù)安培定則可判斷M、N兩點處的直線電流在a、b、c、d、O各點產(chǎn)生的磁場方向，如圖所示，再利用對稱性和平行四邊形定則可確定各點(合)磁場的方向。磁場疊加后可知，a、b、c、d、O的磁場方向均相同，a、b點的磁感應強度大小相等，c、d兩點的磁感應強度大小相等。所以只有C正確。4選A設帶電粒子以速度v在勻強磁場中做勻速圓周

14、運動，洛倫茲力提供向心力，由洛倫茲力公式和牛頓運動定律得，qvBm，解得mvqBR。兩個粒子的動量mv相等，則有qaBRaqbBRb。根據(jù)題述，a運動的半徑大于b運動的半徑，即Ra>Rb，所以qa<qb，選項A正確。根據(jù)題述條件，不能判斷出兩粒子的質(zhì)量關(guān)系，選項B錯誤。帶電粒子在勻強磁場中運動的周期T，不能判斷出兩粒子的周期、比荷之間的關(guān)系，選項C、D錯誤。5選BC由左手定則和粒子的偏轉(zhuǎn)情況可以判斷粒子帶負電，選項A錯；根據(jù)洛倫茲力提供向心力qvB可得v，r越大v越大，由圖可知r最大值為rmax，選項B正確；又r最小值為rmin，將r的最大值和最小值代入v的表達式后得出速度之差為v

15、，可見選項C正確、D錯誤。6.選B作出粒子在圓柱形勻強磁場區(qū)域的運動軌跡如圖，連接MN，根據(jù)粒子射出磁場時的速度方向與初速度方向間的夾角為60°，及MP，得出各角大小如圖所示，粒子的出射點必與磁場圓的圓心等高，四邊形OMON為菱形，粒子做圓周運動的半徑rR，根據(jù)qvB，得v。7.解析：(1)設粒子在電場中運動的時間為t，則有xv0t2hyat2hqEma聯(lián)立以上各式可得E(2)粒子到達a點時沿y軸負方向的分速度為vyatv0所以v v0，方向指向第象限與x軸正方向成45°角(3)粒子在磁場中運動時，有qvBm當粒子從b點射出時，磁場的磁感應強度為最小值，此時有rL，所以B答

16、案：(1)(2)v0方向指向第象限與x軸正方向成45°角(3)8解析：(1)加速電場對離子m1做的功WqU由動能定理m1vqU得v1 (2)由牛頓第二定律和洛倫茲力公式qvB，R，利用式得離子在磁場中的軌道半徑分別為R1 ，R2 兩種離子在GA上落點的間距s2R12R2()(3)質(zhì)量為m1的離子，在GA邊上的落點都在其入射點左側(cè)2R1處，由于狹縫的寬度為d，因此落點區(qū)域的寬度也是d。同理，質(zhì)量為m2的離子在GA邊上落點區(qū)域的寬度也是d。為保證兩種離子能完全分離，兩個區(qū)域應無交疊，條件為2(R1R2)d利用式，代入式得2R1(1)dR1的最大值滿足2R1mLd得(Ld)(1)d求得最大

17、值dm·L。答案：(1) (2) ()(3)·L9解析：(1)設離子經(jīng)電場加速后進入磁場時的速度為v，由動能定理得qUmv2離子在磁場中做勻速圓周運動，所受洛倫茲力充當向心力，即qvBm由式解得U(2)設在t時間內(nèi)收集到的離子個數(shù)為N，總電荷量為Q，則QItNMNm由式解得M(3)由式有R 設m為鈾238離子的質(zhì)量，由于電壓在U±U之間有微小變化，鈾235離子在磁場中最大半徑為Rmax 鈾238離子在磁場中最小半徑為Rmin 這兩種離子在磁場中運動的軌跡不發(fā)生交疊的條件為Rmax<Rmin即 < 則有m(UU)<m(UU)<其中鈾235離子

18、的質(zhì)量m235 u(u為原子質(zhì)量單位)，鈾238離子的質(zhì)量m238 u，故<解得<0.63 %答案：(1)(2)(3)小于0.63%10解析：本題考查帶電粒子在電磁場中的運動，意在考查考生應用電磁學知識分析問題和綜合應用知識解題的能力。(1)設兩板間的電壓為U，由動能定理得qUmv2由勻強電場中電勢差與電場強度的關(guān)系得UEd聯(lián)立上式可得E(2)粒子進入磁場后做勻速圓周運動，運用幾何關(guān)系作出圓心為O，圓半徑為r。設第一次碰撞點為A，由于粒子與圓筒發(fā)生兩次碰撞又從S孔射出，因此，SA弧所對的圓心角AOS等于。由幾何關(guān)系得rRtan 粒子運動過程中洛倫茲力充當向心力，由牛頓第二定律，得qvBm聯(lián)立式得R(3)保持M、N間電場強度E不變，M板向上平移了 d后，設板間電壓為U，則U設粒子進入S孔時的速度為v，由式看出綜合式可得vv設粒子做圓周運動的半徑為r，則r設粒子從S到第一次與圓筒碰撞期間的軌跡所對圓心角為，比較兩式得到rR，可見粒子須經(jīng)過四個這樣的圓弧才能從S孔射出，故n3答案：(1)(2)(3)311解析：(1)做勻加速直線運動，2做勻速圓周運動，電場力FqE0加速度a速度