2022年高中物理 第三章 磁場(chǎng)章末過關(guān)檢測(cè)卷 新人教版選修3-1

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1、2022年高中物理 第三章 磁場(chǎng)章末過關(guān)檢測(cè)卷 新人教版選修3-1(測(cè)試時(shí)間：50分鐘評(píng)價(jià)分值：100分) 一、選擇題(本大題共7個(gè)小題，每小題6分，共42分)1關(guān)于磁場(chǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁感線的描述，下列敘述正確的是(B)A磁感線可以形象地描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向，在磁場(chǎng)中是客觀存在的B磁極間的相互作用是通過磁場(chǎng)發(fā)生的C磁感線總是從磁體的N極指向S極D不論通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中如何放置，都能夠檢測(cè)磁場(chǎng)的存在解析：磁感線是形象地描述磁場(chǎng)而引入的曲線，是假想的曲線，A項(xiàng)錯(cuò)；磁場(chǎng)的基本特性是對(duì)處于磁場(chǎng)中的磁極或電流有力的作用，B項(xiàng)正確磁場(chǎng)中的任何一條磁感線都是閉合曲線，C項(xiàng)錯(cuò)誤通電導(dǎo)體平行磁場(chǎng)放置時(shí)，不受磁場(chǎng)力

2、作用，此時(shí)就不能檢測(cè)磁場(chǎng)的存在，故D項(xiàng)錯(cuò)誤2根據(jù)安培的思想，認(rèn)為磁場(chǎng)是由于運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的，這種思想如果對(duì)地磁場(chǎng)也適用，而目前在地球上并沒有發(fā)現(xiàn)相對(duì)地球定向移動(dòng)的電荷，那么由此可斷定地球應(yīng)該(A)A帶負(fù)電 B帶正電 C不帶電 D無法確定解析：根據(jù)安培定則即可判斷A正確3帶電粒子不計(jì)重力，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不可能的是(C)A靜止 B勻速運(yùn)動(dòng) C勻加速運(yùn)動(dòng) D勻速圓周運(yùn)動(dòng)解析：帶電粒子靜止時(shí)，不受洛倫茲力，故A可能帶電粒子運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，不受洛倫茲力，故B可能帶電粒子運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向成一夾角時(shí)，做螺旋線運(yùn)動(dòng)帶電粒子運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故D可能4如圖所示為兩根互相

3、平行的通電導(dǎo)線ab的橫截面圖，ab的電流方向已在圖中標(biāo)出那么導(dǎo)線a中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感線環(huán)繞方向及導(dǎo)線b所受的磁場(chǎng)力的方向應(yīng)分別是 (B)A磁感線順時(shí)針方向，磁場(chǎng)力向左B磁感線順時(shí)針方向，磁場(chǎng)力向右C磁感線逆時(shí)針方向，磁場(chǎng)力向左D磁感線逆時(shí)針方向，磁場(chǎng)力向右 解析：由安培定則和左手定則可知，選項(xiàng)B正確. 5(多選)如圖，兩根平行長(zhǎng)直導(dǎo)線相距2l，通有大小相等、方向相同的恒定電流，a、b、c是導(dǎo)線所在平面內(nèi)的三點(diǎn)，左側(cè)導(dǎo)線與它們的距離分別為l和3l.關(guān)于這三點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列判斷正確的是(AD)Aa處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小比c處的大Bb、c兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等Ca、c兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相同

4、Db處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零解析：根據(jù)安培定則判斷兩根直導(dǎo)線在三個(gè)點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向，由磁場(chǎng)的疊加原理分析即可根據(jù)安培定則判斷知：左側(cè)導(dǎo)線在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向里，在c點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向外，右側(cè)導(dǎo)線在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向里，在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向外，根據(jù)磁感線的疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，可知離直導(dǎo)線越遠(yuǎn)，磁場(chǎng)越弱，可知：a處磁感線比c處密，則a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小比c處的大由磁場(chǎng)的疊加可知：a、c兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相反故A正確，BC錯(cuò)誤；D.由于左右側(cè)導(dǎo)線在b處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相反，大小相等，所以b處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，故D正確6(多選)帶正電的甲、乙、丙三個(gè)粒子(不計(jì)重力)分別以v甲、v乙、v丙速度垂直

5、射入電場(chǎng)和磁場(chǎng)相互垂直的復(fù)合場(chǎng)中，其軌跡如圖所示，則下列說法正確的是(ACD)Av甲v乙v丙 Bv甲v乙qE，即v甲，同理可得v乙，v丙v乙v丙，故A正確，B錯(cuò)誤；對(duì)甲，電場(chǎng)力做負(fù)功，速度減?。粚?duì)丙，電場(chǎng)力做正功，速度增大故D正確7(多選)帶電粒子進(jìn)入云室會(huì)使云室中的氣體電離，從而顯示其運(yùn)動(dòng)軌跡，如圖是在有勻強(qiáng)磁場(chǎng)的云室中觀察到的粒子的軌跡，a和b是軌跡上的兩點(diǎn)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)B垂直紙面向里該粒子在運(yùn)動(dòng)時(shí)，其質(zhì)量和電荷量不變，而動(dòng)能逐漸減少下列說法正確的是(AC)A粒子先經(jīng)過a點(diǎn)，再經(jīng)過b點(diǎn)B粒子先經(jīng)過b點(diǎn)，再經(jīng)過a點(diǎn)C粒子帶負(fù)電D粒子帶正電解析：粒子在云室中運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度逐漸減小，根據(jù)r可知其運(yùn)動(dòng)軌

6、跡的半徑逐漸減小，故粒子運(yùn)動(dòng)方向?yàn)橛蒩到b，故A正確，B錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)方向由a到b，磁場(chǎng)垂直紙面向里，所受洛倫茲力方向指向運(yùn)動(dòng)軌跡內(nèi)側(cè)，故由左手定則可知該電荷帶負(fù)電，故C正確，D錯(cuò)誤二、填空題(本大題共2個(gè)小題，共12分)8(8分)如圖所示，放在蹄形磁鐵兩極之間的導(dǎo)體棒 ab，當(dāng)通有自 b 到 a 的電流時(shí)受到向右的安培力作用，則磁鐵的上端是_極若磁鐵上端是S極，導(dǎo)體棒中的電流方向自 a 到 b，則導(dǎo)體棒受到的安培力方向向_解析：根據(jù)左手定則判斷答案：N右 9(4分)質(zhì)譜儀是一種測(cè)定帶電粒子質(zhì)量和分析同位素的重要工具，在科學(xué)研究中具有重要應(yīng)用如圖所示是質(zhì)譜儀工作原理簡(jiǎn)圖，電容器兩極板相距為d，兩端

7、電壓為U，板間勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1，一束帶電量均為q的正電荷粒子從圖示方向射入，沿直線穿過電容器后進(jìn)入另一勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2，結(jié)果分別打在a、b兩點(diǎn)，測(cè)得兩點(diǎn)間的距離為R，由此可知，打在兩點(diǎn)的粒子質(zhì)量差為m_(粒子重力不計(jì))答案：三、計(jì)算題(本大題共3個(gè)小題，共46分)10(10分)用兩個(gè)一樣的彈簧吊著一根銅棒，銅棒所在虛線范圍內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，棒中通以自左向右的電流(如圖所示)，當(dāng)棒靜止時(shí)，兩彈簧秤的讀數(shù)為F1；若將棒中的電流方向反向(大小保持不變)，當(dāng)棒靜止時(shí)，兩彈簧秤的示數(shù)為F2，且F2F1，根據(jù)這兩個(gè)數(shù)據(jù)，試求：(1)磁場(chǎng)的方向； (2)安培力的大小以及銅棒的重力解析：(1)由F

8、2F1，可以確定磁場(chǎng)的方向?yàn)榇怪奔埫嫦蚶?2)設(shè)銅棒的重力為G，安培力的大小為F，則由平衡條件得：2F1GF，2F2 G F，根據(jù)這兩個(gè)方程，解得：銅棒的重力GF1 F2安培力的大小F F2 F1答案：(1)垂直紙面向里(2)FF2F1；GF1F211(18分)一足夠長(zhǎng)的矩形區(qū)域abcd內(nèi)充滿磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，矩形區(qū)域的左邊界ad寬為L(zhǎng)，現(xiàn)從ad中點(diǎn)O垂直于磁場(chǎng)射入一帶電粒子，速度大小為v0，方向與ad邊夾角為30，如圖所示已知粒子的電荷量為q，質(zhì)量為m(重力不計(jì))(1)若粒子帶負(fù)電，且恰能從d點(diǎn)射出磁場(chǎng)，求v0的大?。?2)若粒子帶正電，且粒子能從ab邊射出磁場(chǎng)，求

9、v0的取值范圍解析：(1)若粒子帶負(fù)電，則進(jìn)入磁場(chǎng)后沿順時(shí)針方向偏轉(zhuǎn)，如圖所示，O1為軌跡圓心，由對(duì)稱性可知，速度的偏轉(zhuǎn)角1260，故軌跡半徑r1Od根據(jù)牛頓第二定律得：qv0B，得v0.(2)若粒子帶正電，則沿逆時(shí)針方向偏轉(zhuǎn)，當(dāng)v0最大時(shí)，軌跡與cd相切，軌跡圓心為O2，半徑為r2，由幾何關(guān)系得r2r2cos 60，得r2L即vmax當(dāng)v0最小時(shí)，軌跡與ab相切，軌跡圓心為O3，半徑為r3，由幾何關(guān)系可得r3r3sin 30，得r3則vmin，所以v0.答案：(1)(2)v012(18分)如圖所示的坐標(biāo)系，在y軸左側(cè)有垂直紙面、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)在xL處，有一個(gè)與x軸垂直放置的屏，y軸

10、與屏之間有與y軸平行的勻強(qiáng)電場(chǎng)在坐標(biāo)原點(diǎn)O處同時(shí)釋放兩個(gè)均帶正電荷的粒子A和B，粒子A的速度方向沿著x軸負(fù)方向，粒子B的速度方向沿著x軸正方向已知粒子A的質(zhì)量為m，帶電量為q，粒子B的質(zhì)量是n1m，帶電量為n2q，釋放瞬間兩個(gè)粒子的速率滿足關(guān)系式mvAn1mvB.若已測(cè)得粒子A在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑為r，粒子B擊中屏的位置到x軸的距離也等于r.粒子A和粒子B的重力均不計(jì)求：(1)試在圖中畫出粒子A和粒子B的運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖 (2)粒子A和粒子B打在屏上的位置之間的距離解析：(1)粒子A在磁場(chǎng)中做半個(gè)圓周的勻速圓周運(yùn)動(dòng)后進(jìn)入電場(chǎng)做類平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)打在屏上的位置為Q點(diǎn)，粒子B直接在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)打在屏上的位置為P點(diǎn)，如圖所示(2)由題意，兩個(gè)粒子的速率滿足關(guān)系式mvAn1mvB，粒子A在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得，qvAB解得：vA，vB粒子A和粒子B做類平拋運(yùn)動(dòng)過程中，沿電場(chǎng)方向上的側(cè)移分別為yAr2由以上兩式解得yA所以，粒子A和粒子B打在屏上的位置之間的距離為：y2rry3r.答案：(1)見解析(2)3r