【步步高 学案导学设计】2021-2021学年高中物理 第三章 气体章末综合检测（B）教科版选修3-1.doc

第三章磁场 章末检测(B)(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共10个小题，每小题5分，共50分)1关于磁场的下列说法正确的是()A磁场和电场一样，是同一种物质B磁场最基本的性质是对处于磁场里的磁体或电流有磁场力的作用C磁体与通电导体之间的相互作用不遵循牛顿第三定律D电流与电流之间的相互作用是通过磁场进行的2关于磁感应强度，下列说法正确的是()A一小段通电导体放在磁场A处，受到的磁场力比B处的大，说明A处的磁感应强度比B处的磁感应强度大B由B可知，某处的磁感应强度大小与放入该处的通电导线所受磁场力F成正比，与导线的IL成反比C一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零D小磁针N极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向3如图1所示，一带负电的金属环绕轴OO以角速度匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是()AN极竖直向上 BN极竖直向下 CN极沿轴线向左 DN极沿轴线向右4下列说法中正确的是()A磁场中某一点的磁感应强度可以这样测定：把一小段通电导线放在该点时受到的磁场力F与该导线的长度L、通过的电流I乘积的比值即BB通电导线放在磁场中的某点，该点就有磁感应强度，如果将通电导线拿走，该点的磁感应强度就为零C磁感应强度B只是定义式，它的大小取决于场源以及磁场中的位置，与F、I、L以及通电导线在磁场中的方向无关D通电导线所受磁场力的方向就是磁场的方向5下面所述的几种相互作用中，通过磁场发生的有()A两个静止电荷之间的相互作用 B两根通电导线之间的相互作用C两个运动电荷之间的相互作用 D磁体与运动电荷之间的相互作用 图1图2 图36两长直通电导线互相平行，电流方向相同，其截面处于一个等边三角形的A、B处，如图2所示，两通电导线在C处的磁感应强度均为B，则C处总磁感应强度为()A2B BB C0 D.B7如图3所示，在真空中，水平导线中有恒定电流I通过，导线的正下方有一质子初速度方向与电流方向相同，则质子可能的运动情况是()A沿路径a运动 B沿路径b运动 C沿路径c运动 D沿路径d运动8.如图4所示，M、N为一对水平放置的平行金属板，一带电粒子以平行于金属板方向的速度v穿过平行金属板若在两板间存在互相垂直的匀强电场和匀强磁场，可使带电粒子的运动不发生偏转若不计粒子所受的重力，则以下叙述正确的是()A若改变带电粒子的电性，即使它以同样速度v射入该区域，其运动方向也一定会发生偏转B带电粒子无论带上何种电荷，只要以同样的速度v入射，都不会发生偏转C若带电粒子的入射速度v>v，它将做匀变速曲线运动D若带电粒子的入射速度v<v，它将一定向下偏转 图4图5图69如图5所示，环型对撞机是研究高能粒子的重要装置正、负离子由静止经过电压为U的直线加速器加速后，沿圆环切线方向注入对撞机的真空环状空腔内，空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B.两种带电粒子将被局限在环状空腔内，沿相反方向做半径相等的匀速圆周运动，从而在碰撞区迎面相撞为维持带电粒子在环状空腔中的匀速圆周运动，下列说法正确的是()A对于给定的加速电压，带电粒子的比荷越大，磁感应强度B越大B对于给定的加速电压，带电粒子的比荷越大，磁感应强度B越小C对于给定的带电粒子，加速电压U越大，粒子运动的周期越大D对于给定的带电粒子，不管加速电压U多大，粒子运动的周期都不变10如图6所示，在平面直角坐标系中有一个垂直纸面向里的圆形匀强磁场，其边界过原点O和y轴上的点a(0，L)一质量为m、电荷量为e的电子从a点以初速度v0平行于x轴正方向射入磁场，并从x轴上的b点射出磁场此时速度方向与x轴正方向的夹角为60°.下列说法中正确的是()A电子在磁场中运动的时间为 B电子在磁场中运动的时间为C磁场区域的圆心坐标为(，) D电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为(0，2L)题号12345678910答案二、填空题(本题共2个小题，满分12分)11. (6分)如图7所示，阴极射线管(A为其阴极)放在蹄形磁铁的N、S两极间，射线管的A、B两极分别接在直流高压电源的_极和_极此时，荧光屏上的电子束运动轨迹_偏转(选填“向上”“向下”或“不”)图712(6分)地球是个大磁体，在赤道上，地磁场可以看成是沿南北方向的匀强磁场如果赤道某处的磁感应强度大小为0.5×104 T，在赤道上有一根东西方向的直导线，长为20 m，载有从东往西的电流30 A则地磁场对这根导线的作用力大小为_，方向为_三、计算题(本题共4个小题，满分38分)13(8分)如图8所示，半径为R的绝缘轻质细圆环上均匀分布着电荷量为Q的正电荷，将环垂直放入磁感应强度为B的匀强磁场中，若环能承受的最大拉力为F，问环至少以多大的角速度旋转时可将圆环拉断？图814(10分) 如图9所示，导体杆ab的质量为m，电阻为R，放置在与水平面夹角为的倾斜金属导轨上，导轨间距为d，电阻不计，系统处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，电源内阻不计，问：若导轨光滑，电源电动势E为多大时才能使导体杆静止在导轨上？图915(10分)如图10所示，abcd是一个边长为L的正方形，它是磁感应强度为B的匀强磁场横截面的边界线一带电粒子从ad边的中点O与ad边成30°角且垂直于磁场方向射入若该带电粒子所带电荷量为q、质量为m(重力不计)，则该带电粒子在磁场中飞行时间最长是多少？若要带电粒子飞行时间最长，带电粒子的速度必须符合什么条件？图1016(10分) 如图11所示，一质量为m、电荷量为q带正电荷的小球静止在倾角为30°足够长的绝缘光滑斜面顶端时，对斜面的压力恰为零，若迅速把电场方向改为竖直向下，则小球能在斜面上滑行多远？图11第三章磁场(B)答案1BD电场是存在于电荷周围的一种特殊物质，磁场是存在于磁体和电流周围的一种特殊物质，二者虽然都是客观存在的，但有本质的区别，A项错；磁体与磁体、磁体与电流，电流与电流间的相互作用的磁场力与其它性质的力一样，都遵循牛顿第三定律，所以C项错误；根据磁场的性质判断B、D项正确2D磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，是磁场本身性质的反映，其大小由磁场以及磁场中的位置决定，与F、I、L都没有关系，B只是磁感应强度的定义式同一通电导体受到的磁场力的大小由所在处B和放置的方式共同决定，所以A、B、C都是错误的；磁感应强度的方向就是该处小磁针N极所受磁场力的方向，不是通电导线的受力方向，所以D正确3C从左向右看圆盘顺时针转动，环形电流方向为逆时针方向，由安培定则可知，环的左侧相当于磁铁的N极，故小磁针最后平衡时N极沿轴线向左4C磁感应强度B是反应磁场力的性质的物理量，是采用比值的方法来定义的，该公式是定义式而不是决定式，磁场中各处的B值是唯一确定的，与放入该点的检验电流的大小、方向无关5BCD在磁铁的周围和通电导线周围都存在着磁场，磁体间、电流间、磁体与电流间的相互作用都是通过磁场发生的，而静止电荷间的相互作用是通过电场发生的6.D根据安培定则(右手螺旋定则)可以判断A导线在C处的磁感应强度为BA，大小为B，方向在纸面内垂直于连线AC，B导线在C处的磁感应强度为BB，大小为B，方向在纸面内垂直于连线BC.如图所示，由BA、BB按平行四边形定则作出平行四边形，则该平行四边形为菱形，故C处的总磁感应强度B2×Bcos 30° B.7B由安培定则，电流在下方产生的磁场方向指向纸外，由左手定则，质子刚进入磁场时所受洛伦兹力方向向上则质子的轨迹必定向上弯曲，因此C、D必错；由于洛伦兹力方向始终与电荷运动方向垂直，故其运动轨迹必定是曲线，则B正确，A错误8B本题实际上是一个速度选择器的模型，带电粒子以速度v平行于金属板穿出，说明其所受的电场力和洛伦兹力平衡，即qEqvB，可得v.只要带电粒子的速度v，方向为如题图所示方向，均可以匀速通过速度选择器，与粒子的种类、带电的性质及电荷量多少无关，因此A错误，B正确若v>v，则有qvB>qE，洛伦兹力大于电场力，粒子将向洛伦兹力方向偏转而做曲线运动，电场力做负功，粒子的速度将减小，但当粒子速度变化，洛伦兹力也随之发生变化，所以粒子所受合外力时刻发生变化，因此粒子不做匀变速曲线运动，C错若v<v，则qvB<qE，将向电场力方向偏转，由于粒子电性不知，故D错9BD10.BC11负正向下123.0×102 N竖直向下解析地磁场的磁感应强度为0.5×104 T，方向由南向北；导线垂直于地磁场放置，长度为20 m，载有电流30 A，则其所受安培力FBIL0.5×104×30×20 N3.0×102 N，根据左手定则可以判断导线所受安培力的方向竖直向下13.解析设圆环旋转的角速度为，则圆环电荷随圆环转动形成的电流为I取半圆为研究对象，受力如下图所示F安BILB·2R当F安2F时环可被拉断，则2F则有14.解析由闭合电路欧姆定律得：EIR，导体杆受力情况如图所示，则由共点力平衡条件可得F安mgtan ，F安BId，由以上各式可得出E.15.v解析从题设的条件中，可知带电粒子在磁场中只受洛伦兹力作用，它做匀速圆周运动，粒子带正电，由左手定则可知它将向ab方向偏转，带电粒子可能的轨道如下图所示(磁场方向没有画出)，这些轨道的圆心均在与v方向垂直的OM上带电粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，有qvB，r运动的周期为T由于带电粒子做匀速圆周运动的周期与半径和速率均没有关系，这说明了它在磁场中运动的时间仅与轨迹所对的圆心角大小有关由图可以发现带电粒子从入射边进入，又从入射边飞出，其轨迹所对的圆心角最大，那么，带电粒子从ad边飞出的轨迹中，与ab相切的轨迹的半径也就是它所有可能轨迹半径中的临界半径r0：rr0，在磁场中运动时间是变化的，rr0，在磁场中运动的时间是相同的，也是在磁场中运动时间最长的由上图可知，三角形O2EF和三角形O2OE均为等腰三角形，所以有OO2E.轨迹所对的圆心角为a2运动的时间t由图还可以得到r0，r0得v带电粒子在磁场中飞行时间最长是；带电粒子的速度应符合条件v.16.解析由分析知：当小球静止在斜面顶端时，小球受重力mg、电场力Eq，且mgEq，可得E当电场反向时，小球由于受到重力和电场力作用而沿斜面下滑，产生速度，同时受到洛伦兹力的作用，FqvB，方向垂直斜面向上速度v是在不断增大的，直到mg和Eq的合力在垂直斜面方向上的分力等于洛伦兹力，小球就要离开斜面了，此时qvB(mgEq)cos 30°，v又因为小球在下滑过程中只有重力和电场力做功，所以由动能定理可得：(mgEq)hmv2，所以h所以小球在斜面上下滑的距离为x2h.6