高中物理选修31第三章磁场单元检测.pdf

《高中物理选修31第三章磁场单元检测.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理选修31第三章磁场单元检测.pdf（9页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、 人教版高中物理选修 3-1 第三章 磁场 单元检测 一、单项选择题 1.以下说法正确的选项是 A.美国物理学家劳伦斯创造了盘旋加速器 B.彩色电视机的颜色由红、绿、紫三色组成 C.黑白显示器可以改装成彩色显示器 D.直线加速器比盘旋加速器加速粒子的速度大 2.以下关于磁场中的通电导线和运动电荷的说法中，正确的选项是 A.磁场对通电导线的作用力方向一定与磁场方向垂直 B.有固定转动轴的通电线框在磁场中一定会转动 C.带电粒子只受洛伦兹力作用时，其动能不变，速度一直不变 D.电荷在磁场中不可能做匀速直线运动 3.如下图，在通电螺线管的周围和内部 a、b、c、d 四个位置分别放置了小磁针，小磁针涂

2、黑的一端是 N极图中正确表示小磁针静止时的位置是 A.a B.b C.c D.d 4.以下说法正确的选项是 A.通电导线在磁场中可能会受到力的作用 B.磁铁对通电导线不会有力的作用 C.两根通电导线之间不可能有力的作用 D.以上说法均不正确 5.在如图所示的电路中，当开关 S 断开时，螺线管中小磁针的 N 极的指向如下图程度向右当开关 S闭合，小磁针经扰动后静止时，N 极的指向为 A.垂直纸面向里 B.垂直纸面向外 C.程度向右 D.程度向左 6.如以下图所示，在半径为 R 的圆形区域内充满磁感应强度为 B 的匀强磁场，MN 是一竖直放置的感光板。从圆形磁场最高点 P 垂直磁场射入大量的带正电

3、，电荷量为 q，质量为 m，速度为 v 的粒子，不考虑粒子间的互相作用力，关于这些粒子的运动以下说法正确的选项是 A.只要对着圆心入射，出射后均可垂直打到 MN 上 B.对着圆心入射的粒子，其出射方向的反向延长线不一定过圆心 C.对着圆心入射的粒子，速度越大在磁场中通过的弧长越长，时间也越长 D.只要速度满足，沿不同方向入射的粒子出射后均可垂直打到 MN 上 7.有关磁场的物理概念，以下说法中错误的选项是 A.磁感应强度是描绘磁场强弱的物理量，是矢量 B.磁感应强度的方向跟产生磁场的电流方向有关 C.磁感应强度的方向跟放入磁场中的受磁场力作用的电流方向有关 D.磁感线的切线方向表示磁场的方向，

4、其疏密表示磁感应强度的大小 8.如图，倾角为 的粗糙绝缘体斜面固定于程度向左的匀强磁场 B 中，将通电直导线垂直于斜面程度放置，导线中电流方向垂直于纸面向里假如导线能静置于斜面上，那么以下说法正确的选项是：A.导线一定受到斜面弹力，但不一定受斜面摩擦力 B.导线一定受到斜面摩擦力，但不一定受斜面弹力 C.假如导线受弹力作用，那么也一定会受摩擦力的作用，且弹力和摩擦力合力一定垂直向上 D.假如导线受弹力作用，那么也一定会受摩擦力的作用，且弹力和摩擦力合力不一定垂直向上 9.下面列举的四种仪器或电器中，没有利用磁场对带电粒子作用原理的是 A.盘旋加速器 B.质谱仪 C.磁流体发电机 D.示波器 1

5、0.如下图，在圆形区域内，存在垂直纸面向外的匀强磁场，ab 是圆的一条直径一带正电的粒子从 a 点射入磁场，速度大小为 2v，方向与 ab 成 30时恰好从 b 点飞出磁场，粒子在磁场中运动的时间为 t；假设仅将速度大小改为 v，那么粒子在磁场中运动的时间为不计带电粒子所受重力 A.3t B.t C.t D.2t 11.在两平行金属板间，有如下图的互相正交的匀强电场和匀强磁场，粒子以速度 v0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向从做向右射入时，恰好能沿直线匀速通过，假设电子以速度 v0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向从左向右射入时，电子将 A.不偏转 B.向上偏转 C.向下偏转 D.向

6、纸内或纸外偏转 12.关于磁感线的描绘，以下说法中正确的选项是 A.磁感线可以形象地描绘各点磁场的强弱和方向，它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致 B.磁感线可以用细铁屑来显示，因此是真实存在的 C.两条磁感线的空隙处一定不存在磁场 D.两个磁场叠加的区域，磁感线就可能相交 13.地球有一个较强的磁场，由于地磁场的作用，可以使从太阳发出的高能粒子流在射向地面时发生偏转，因此起到保护地球上的生命免受高能粒子流伤害的作用地球赤道上空地磁场的磁感线方向是由南向北的，从太阳喷射出带正电的粒子垂直与地面射向赤道，在地磁场的作用下，这些质子偏转方向是 A.向东 B.向南 C.向西

7、D.向北 二、多项选择题 14.如图，条形磁铁放在程度桌面上，在磁铁右上方固定一根直导线，导线与磁铁垂直，当导线通入向里的电流时，那么 A.磁铁对桌面的压力减小 B.磁铁对桌面的压力增大 C.磁铁相对桌面有向左动的趋势 D.磁铁相对桌面有向右动的趋势 15.如下图，两根足够长的直金属导轨平行放置在倾角为 的绝缘斜面上，两导轨间距为 L，底端接有阻值为R的电阻 一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直，导轨和杆ab的电阻可忽略 整个装置处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上让杆 ab 沿轨道由静止开场下滑，导轨和杆 ab 接触良好，不计它们之间的摩擦，杆 ab

8、由静止下滑间隔 S 时，已处于匀速运动重力加速度为g那么 A.匀速运动时杆 ab 的速度为 B.匀速运动时杆 ab 受到的安培力大小为 mgsin C.杆 ab 由静止下滑间隔 S 过程中，安培力做功为 mgSsin D.杆 ab 由静止下滑间隔 S 过程中，电阻R 产生的热量为 mgSsin 16.质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具如下图为质谱仪的原理示意图现利用这种质谱议对氢元素进展测量氢元素的各种同位素沉着器 A 下方的小孔 S 无初速度飘入电势差为 U 的加速电场加速后垂直进入磁感强度为 B 的匀强磁场中氢的三种同位素最后打在照相底片 D 上，形成 a，b，c 三条“质谱

9、线关于三种同位素进入磁场时速度的排列顺序以及 a，b，c 三条“质谱线的排列顺序，以下判断正确的选项是 A.进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氕、氘、氚 B.进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氚、氘、氕 C.a，b，c 三条质谱线依次排列的顺序是氕，氘、氚 D.a，b，c 三条质谱线依次排列的顺序是氚、氘、氕 17.如下图，用两根轻细金属丝将质量为 m、长为 l 的金属棒 ab 悬挂在 c、d 两处，置于匀强磁场内当棒中通以从 a 到 b 的电流 I 后，两悬线偏离竖直方向 角而处于平衡状态为了使棒平衡在该位置上，所需的磁场的最小磁感应强度的大小、方向为以下说法不正确的选项是 A.tan，竖直

10、向上 B.tan，竖直向下 C.sin，平行悬线向下 D.sin，平行悬线向上 三、填空题 18.丹麦的物理学家_发现了电流的磁效应用安培定那么断定直线电流的磁感线方握住直导线_ 选填“左手、“右手，使伸直的大拇指指向_ 方向选填“电流、“磁感线、“运动 19.质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，在科学研究中具有重要应用如下图是质谱仪工作原理简图，电容器两极板相距为 d，两端电压为 U，板间匀强磁场磁感应强度为 B1 ，一束带电量均为 q 的正电荷粒子从图示方向射入，沿直线穿过电容器后进入另一匀强磁场 B2 ，结果分别打在 a、b两点，测得两点间的间隔 为 R，由此可知，打在两

11、点的粒子质量差为 m=_粒子重力不计 20.在匀强磁场中，一小段长为 10cm 的通电导线，电流为 5A ，这条导线与磁场方向垂直时，受到的安培力为 1N ，那么磁感应强度 B 的大小为_T 21.在匀强磁场中，有一段 5cm 的导线和磁场垂直当导线通过的电流是 1A 时，受磁场的作用力是 0.1N，那么磁感应强度 B=_T；现将导线长度增大为原来的 3 倍，通过电流减小为原来的一半，那么磁感应强度 B=_T；假如把该通电导体拿走，那么该处磁感应强度 B=_T 四、计算题 22.边长为 10 cm 的正方形线圈，固定在匀强磁场中，磁场方向与线圈平面夹角 30，如下图，磁感应强度随时间的变化规律

12、为：B23tT，那么在第 1 s 内穿过线圈的磁通量的变化量为多少？五、综合题 23.如图甲所示，y 轴右侧空间有垂直 xoy 平面向里的匀强磁场，同时还有沿y 方向的匀强电场图中电场未画出磁感应强度随时间变化规律如图乙所示图中 B0，其余量均为未知t=0 时刻，一质量为m、电荷量为+q 的带电粒子以速度 v0从坐标原点 O 沿 x 轴射入电场和磁场区，t0时刻粒子到达坐标为 x0 ，y0的点 A x0y0，速度大小为 v，方向沿+x 方向，此时撤去电场t=t0+t1+t2时刻，粒子经过 x 轴上x=x0点，速度沿+x 方向不计粒子重力，求：10t0时间内 OA 两点间电势差 UOA；2粒子在

13、 t=0 时刻的加速度大小 a0；3B1的最小值及对应 t2的表达式 24.如下图，矩形匀强磁场区域的长为 L，宽为，磁感应强度为 B，质量为 m，电量为 e 的电子沿着矩形磁场的上方边界射入磁场，欲使该电子由下方边界穿出磁场，sin37=0.60，cos37=0.80，求：1电子速率 v 的取值范围？2电子在磁场中运动时间 t 的变化范围 25.如下图，匀强磁场的磁感应强度为 B，方向垂直纸面向里，MN 为其左边界磁场中放置一半径为 R 的圆柱形金属圆筒，圆心 O 到 MN 的间隔 OO1=2R，金属圆筒轴线与磁场平行金属圆筒用导线通过一个电阻 r0接地，最初金属圆筒不带电现有一电子枪对准金

14、属圆桶中心 O 射出电子束，电子束从静止开场经过 加速电场后垂直于左边界 MN 向右射入磁场区，电子质量为 m，电量为 e电子重力忽略不计求：1最初金属圆筒不带电时，那么 a当加速电压为 U 时，电子进入磁场时的速度大小；b加速电压满足什么条件时，电子可以打到圆筒上；2假设电子束以初速度 v0进入磁场，电子都能打到金属圆筒上不会引起金属圆筒内原子能级跃迁，那么当金属圆筒上电量到达相对稳定时，测量得到通过电阻 r0的电流恒为 I，忽略运动电子间的互相作用和金属筒的电阻，求此时金属圆筒的电势 和金属圆筒的发热功率 P取大地电势为零 答案解析部分 一、单项选择题 1.【答案】A 2.【答案】A 3.

15、【答案】A 4.【答案】A 5.【答案】D 6.【答案】D 7.【答案】C 8.【答案】C 9.【答案】D 10.【答案】D 11.【答案】A 12.【答案】A 13.【答案】A 二、多项选择题 14.【答案】B,C 15.【答案】A,B 16.【答案】A,D 17.【答案】A,B,C 三、填空题 18.【答案】奥斯特 ；右手；磁感线 19.【答案】20.【答案】2 21.【答案】2；2；2 四、计算题 22.【答案】t0 时，B02 T t1 s 时，B1231T5 T 由 BS得：BSsin 30B1B0L2sin 30520.12 Wb1.5102 Wb。五、综合题 23.【答案】1解：

16、带电粒子由 O 到 A 运动过程中，由动能定理得：qUOA=mv2 mv02 ，解得：UOA=；答：0t0时间内 OA 两点间电势差 UOA为；2设电场强度大小为 E，那么有：UAO=Ey0 ，t=0 时刻，由牛顿第二定律得：qv0B0qE=ma0 ，解得：a0=；答：粒子在 t=0 时刻的加速度大小 a0为 ；3 t0t0+t1时间内，粒子在小的虚线圆上运动，t0+t1时刻粒子从 C 点切入大圆，大圆最大半径为 x0 ，相应小圆最大半径为 R，由几何知识得：R=，由牛顿第二定律得：qvB1=m，B1的最小值：Bmin=，对应于 B1取最小值，带电粒子由 C 点到经过 x 轴上 x=x0点的时

17、间 t2满足 t2=k+k=0，1，2；答：B1的最小值为，对应 t2的表达式为：t2=k+k=0，1，2 24.【答案】1解：由几何知识可知，电子要从下方边界穿出磁场，电子的最小轨道半径为：r1=，最大轨道半径为：r2 ，L2+r2 2=r22 ，解得：r2=L，电子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：evB=m，解得：v=，v1=，v2=，那么电子的速率范围是：v；答：电子速率 v 的取值范围是 v；2解：电子在磁场中转过的圆心角：1=180，sin2=0.8，那么：2=53，电子在磁场中的运动时间：t=T=，t1=，t2=，电子的运动时间范围：t；答：电子在磁场

18、中运动时间 t 的变化范围是 t 25.【答案】1解：a设电子经过电场加速后的速度为 v1 ，由动能定理，有：解得：b令电子恰好打在圆筒上时，加速电压为 U0 ，设电子进入磁场时速度为 v2 ，轨道半径为 r，做出电子的轨迹如下图，O2为轨道的圆心 由几何关系得：r2+2R2=r+R2 解得：磁偏转过程，根据牛顿第二定律，有：直线加速过程，根据动能定理，有：解得：所以当 时，电子可以打到圆筒上 2解：当圆筒上的电量到达相对稳定时，圆筒上的电荷不再增加，此时通过 r0的电流方向向上 根据欧姆定律，圆筒跟地面间的电压大小为：U1=Ir0 由 0=U1可得：=Ir0 单位时间内到达圆筒的电子数：故单位时间内到达圆筒上的电子的总能量：单位时间内电阻消耗的能量：所以圆筒的发热功率：P=EEr=I2r0