2019新一线增分方案教科版物理选修3-1同步随堂演练：第三章 章末过关检测（三） .doc

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1、章末过关检测(三) (时间：90分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共8小题，每小题4分，共32分在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1关于运动电荷和磁场的说法中，正确的是()A运动电荷在某点不受洛伦兹力作用，这点的磁感应强度必为零B电荷的运动方向、磁感应强度方向和电荷所受洛伦兹力的方向一定互相垂直C电子射线由于受到垂直于它的磁场作用而偏转，这是洛伦兹力对电子做功的结果D电荷与磁场没有相对运动，电荷就一定不受磁场的作用力解析：选D.若电荷的运动方向与磁场平行，则电荷不受洛伦兹力作用，A错误；电荷的运动方向与磁场方向可以成任意角度，不一定垂直，B错误；洛伦兹力可以改变带电粒子的运动

2、方向，但洛伦兹力始终与带电粒子运动方向垂直，一定不做功，C错误；若电荷与磁场没有相对运动，fqvB中v0，电荷一定不受磁场的作用力，D正确2为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是()解析：选B.由于地磁场的北极在地球的南极附近，由安培定则可知，安培假设中环形电流方向如B图所示，故A、C、D错误，B正确3.如图所示，在倾角为的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L、质量为m的直导体棒当导体棒中的电流I垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，可将导体棒置于匀强磁场中，当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向在纸面内

3、由竖直向上逆时针转至水平向左的过程中，关于B的大小的变化，正确的说法是()A逐渐增大B逐渐减小C先减小后增大 D先增大后减小解析：选C.导体棒受三个力，三力构成的矢量三角形如图所示安培力的大小变化从图中即可看出是先减小后增大，由FBIL知，B的大小应是先减小后增大，故只有选项C正确4.在磁感应强度为B0、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根通电长直导线，电流的方向垂直于纸面向里如图所示，a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中()Ac、d两点的磁感应强度大小相等Ba、b两点的磁感应强度大小相等Cc点的磁感应强度的值最小Db点的磁感应强度的值最大解析：选C.通电直导线在c点

4、的磁感应强度方向与B0的方向相反，b、d两点的电流磁场与B0垂直，a点电流磁场与B0同向，由磁场的叠加知c点的合磁感应强度最小5如图所示，电磁炮是由电源、金属轨道、炮弹和电磁铁组成的当电源接通后，磁场对流过炮弹的电流产生力的作用，使炮弹获得极大的发射速度下列各俯视图中正确表示磁场B方向的是()解析：选B.要使炮弹加速，安培力方向必须向右，由左手定则判知B中磁场方向符合要求，故B对，A、C、D错6.如图所示，环形金属软弹簧，套在条形磁铁的中心位置若将弹簧沿半径向外拉，使其面积增大，则穿过弹簧所包围面积的磁通量将()A增大B减小C不变 D无法确定如何变化解析：选B.内部磁感线条数一定，但当弹簧沿半

5、径向外使面积增大，相反的磁感线条数增多，抵消的多，因此穿过弹簧所包围面积的磁通量将减小，选项B对7.如图所示，水平放置的平行金属板a、b带有等量异种电荷，a板带正电，两板间有垂直于纸面向里的匀强磁场，若一个带正电的液滴在两板间做直线运动，其运动的方向是()A沿竖直方向向下 B沿竖直方向向上C沿水平方向向左 D沿水平方向向右解析：选D.带正电的液滴受到的电场力竖直向下，重力也竖直向下，做直线运动时必须是洛伦兹力与这两个力方向相反，且大小与这两个力的合力相等，液滴必做匀速直线运动，否则洛伦兹力会发生变化失去平衡而做曲线运动故答案D正确8.如图所示，长方形abcd长ad0.6 m，宽ab0.3 m，

6、O、e分别是ad、bc的中点，以ad为直径的半圆内有垂直纸面向里的匀强磁场(边界上无磁场)，磁感应强度B0.25 T一群不计重力、质量m3107 kg、电荷量q2103 C的带电粒子以速度v5102 m/s沿垂直ad方向且垂直于磁场射入磁场区域()A从Od边射入的粒子，出射点全部分布在Oa边B从aO边射入的粒子，出射点全部分布在ab边C从Od边射入的粒子，出射点分布在Oa边和ab边D从aO边射入的粒子，出射点分布在ab边和be边解析：选D.带电粒子在匀强磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，qvB，R0.3 mab，所以从Od边射入的粒子全部从ab、be边射出，选项A、C错误；从aO边射入的粒子，出

7、射点分布在ab边和be边，选项D正确，B错误二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选或不答的得0分)9.如图所示是等腰直角三棱柱，其中底面abcd为正方形，边长为L，它们按图示位置放置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，下面说法中正确的是() A通过abcd平面的磁通量大小为L2BB通过dcfe平面的磁通量大小为L2BC通过abfe平面的磁通量大小为零D通过整个三棱柱表面的磁通量为零解析：选BCD.abcd平面在垂直于B方向的投影SL2，所以BSL2B, A错误；dcfe平面与B垂直，S

8、L2，所以L2B，B正确；abfe平面与B平行，S0，0，C正确；整个三棱柱穿进的磁感线和穿出的磁感线条数相等，抵消为零，所以0，D正确10.如图所示为磁场中的两条磁感线，A、B、C为磁场中的三个点，其中A、C在同一条磁感线上，下列关于三点所在处的磁感应强度BA、BB、BC的说法不正确的是()ABA不可能小于BBBBA可能与BB大小相等CBA与BC同向DBA与BB无法比较大小关系解析：选BD.由图可知A处磁感线比B、C处磁感线密集，所以BA最大，故B、D错误， A正确；A、C在同一条直线磁感线上，所以BA与BC同向，C正确11如图所示，空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，一带电

9、液滴从静止开始自A沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零，C点是运动的最低点，阻力不计，以下说法中正确的是()A液滴一定带负电B液滴在C点时动能最大C液滴从A运动到C的过程中机械能守恒D液滴将由B点返回A点解析：选AB.由轨迹走向可知液滴一定带负电洛伦兹力不做功，液滴由A到C，克服电场力做功；由C到B，电场力做正功，所以运动过程中机械能不守恒，由于重力大于电场力，所以由动能定理知，液滴在C点时动能最大液滴到达 B处后，向右重复类似于ACB的运动，不能再由B点返回A点12.如图所示，匀强磁场的边界为平行四边形ABCD，其中AC边与对角线BC垂直，一束电子以大小不同的速度沿BC从B点射入磁场，不计电

10、子的重力和电子之间的相互作用，关于电子在磁场中运动的情况，下列说法中不正确的是()A入射速度越大的电子，其运动时间越长B入射速度越大的电子，其运动轨迹越长C从AB边出射的电子的运动时间都相等D从AC边出射的电子的运动时间都相等解析：选ABD.画出电子的轨迹圆如图所示，设电子的速度为v1时，圆心在O1与AB交点在D1.由于ABC不变，当v变大，R增大时，角不变，当D点在AB边上时，电子的运动时间都相等A、B错，C对从AC边射出的电子，由几何特点知时间不都相等，D错三、计算题(本题共4小题，共52分解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必

11、须明确写出数值和单位)13.(12分)如图所示为发电机的原理图发电机转子为一边长为0.3 m的正方形线圈，处于B0.5 T的匀强磁场中(1)当线圈平面与磁场方向夹角为45时，穿过线圈的磁通量是多少？(2)当线圈以ab边为轴沿顺时针方向转过90的过程中，穿过线圈的磁通量的变化量是多少？(3)当线圈以ab边为轴沿逆时针方向转过90的过程中，穿过线圈的磁通量的变化量是多少？解析：(1)由BS得：BSsin 45BL2sin 450.50.32 Wb3.2102 Wb.(3分)(2)初状态时，1BL2sin 450.50.32 Wb3.2102 Wb(2分)末状态磁感线由反面穿入，正面穿出，如图，则：

12、2BL2sin 453.2102 Wb(2分)则121(3.21023.2102) Wb6.4102 Wb(1分)只考虑其大小，磁通量的变化量大小为6.4102 Wb.(1分)(3)初状态与末状态时，穿出线圈的磁通量相同，都是从同一面穿入和穿出，如图，则：20.(3分)答案：(1)3.2102 Wb(2)6.4102 Wb(3)014.(13分)如图所示，、为电场和磁场的理想边界，一束电子(电量为e，质量为m，重力不计)由静止状态从P点经过、间的电场加速后垂直到达边界的Q点，匀强磁场的磁感应强度为B，磁场边界宽度为d，电子从磁场边界穿出时的速度方向与原来的入射方向夹角为30，求：(1)电子在磁

13、场中运动的时间t；(2)若改变PQ间的电势差，使电子刚好不能从边界射出，则此时PQ间的电势差U是多少？解析：(1)由evBm，T得电子在磁场中的运动周期T(3分)电子在磁场中的运动时间tTT.(3分)(2)电子刚好不从边界穿出时轨迹与边界相切，运动半径为Rd(2分)由evBm得v(2分)由eU得(2分)U.(1分)答案：(1)(2)15(13分)如图所示，将长50 cm，质量为10 g的均匀金属棒ab两端用两只相同的弹簧悬挂成水平状态，位于垂直纸面向里的匀强磁场中，当金属棒中通过0.4 A电流时，弹簧恰好不伸长，求：(1)匀强磁场中磁感应强度是多大？(2)当金属棒通0.2 A由a到b的电流时，

14、弹簧伸长1 cm，如果电流方向由b到a，而电流大小不变，弹簧伸长又是多少？(g10 m/s2)解析：(1)由题可知F安mg即BILmg，解之得，B T0.5 T(5分)(2)当电流由ab，F安2kxmg即BIL2kxmg，解之得， kN/m2.5 N/m(4分)当电流由bamgF安2kx1，解之得， x1m0.03 m3 cm.(4分)答案：(1)0.5 T(2)3 cm16(14分)如图所示，在xOy坐标平面的第一象限内有一沿y轴负方向的匀强电场，在第四象限内有一垂直于平面向里的匀强磁场现有一粒子源处在坐标为(0，L)的M点且能垂直于电场方向不断发射质量为m、电荷量为q、速度为v0的粒子(重

15、力不计)，粒子进入磁场后最后又从x轴上坐标为(3L，0)处的P点射入电场，其入射方向与x轴夹角为45.求： (1)粒子到达P点时的速度v；(2)匀强电场的电场强度E和匀强磁场的磁感应强度B；(3)粒子从M点运动到P点所用的时间t.解析：(1)粒子运动轨迹如图所示，设粒子在P点速度为v，根据对称性可知v0vcos 45，解得vv0.(4分)(2)粒子由M点运动到P点的过程中，由动能定理得：qELmv2mv，解得E，(2分)水平方向的位移为xOQv0t1竖直方向的位移为Lt1，可得xOQ2L，xQPL，粒子在磁场中：qvB，由以上各式联立解得B.(2分)(3)在Q点时，vyv0tan 45v0(2分)设粒子从M到Q所用时间为t1，在竖直方向上有t1，粒子从Q点运动到P所用的时间为t2，则粒子从M点运动到P点所用的时间为tt1t2L.(4分)答案：(1)v0(2)(3)