2022年高中物理 第三章 磁場章末過關檢測卷 新人教版選修3-1

2022年高中物理 第三章 磁場章末過關檢測卷 新人教版選修3-1(測試時間：50分鐘評價分值：100分) 一、選擇題(本大題共7個小題，每小題6分，共42分)1關于磁場、磁感應強度和磁感線的描述，下列敘述正確的是(B)A磁感線可以形象地描述磁場的強弱和方向，在磁場中是客觀存在的B磁極間的相互作用是通過磁場發(fā)生的C磁感線總是從磁體的N極指向S極D不論通電導體在磁場中如何放置，都能夠檢測磁場的存在解析：磁感線是形象地描述磁場而引入的曲線，是假想的曲線，A項錯；磁場的基本特性是對處于磁場中的磁極或電流有力的作用，B項正確磁場中的任何一條磁感線都是閉合曲線，C項錯誤通電導體平行磁場放置時，不受磁場力作用，此時就不能檢測磁場的存在，故D項錯誤2根據安培的思想，認為磁場是由于運動電荷產生的，這種思想如果對地磁場也適用，而目前在地球上并沒有發(fā)現相對地球定向移動的電荷，那么由此可斷定地球應該(A)A帶負電 B帶正電 C不帶電 D無法確定解析：根據安培定則即可判斷A正確3帶電粒子不計重力，在勻強磁場中的運動狀態(tài)不可能的是(C)A靜止 B勻速運動 C勻加速運動 D勻速圓周運動解析：帶電粒子靜止時，不受洛倫茲力，故A可能帶電粒子運動方向與磁場方向平行時，不受洛倫茲力，故B可能帶電粒子運動方向與磁場方向成一夾角時，做螺旋線運動帶電粒子運動方向與磁場方向垂直時，做勻速圓周運動，故D可能4如圖所示為兩根互相平行的通電導線ab的橫截面圖，ab的電流方向已在圖中標出那么導線a中電流產生的磁場的磁感線環(huán)繞方向及導線b所受的磁場力的方向應分別是 (B)A磁感線順時針方向，磁場力向左B磁感線順時針方向，磁場力向右C磁感線逆時針方向，磁場力向左D磁感線逆時針方向，磁場力向右 解析：由安培定則和左手定則可知，選項B正確. 5(多選)如圖，兩根平行長直導線相距2l，通有大小相等、方向相同的恒定電流，a、b、c是導線所在平面內的三點，左側導線與它們的距離分別為l和3l.關于這三點處的磁感應強度，下列判斷正確的是(AD)Aa處的磁感應強度大小比c處的大Bb、c兩處的磁感應強度大小相等Ca、c兩處的磁感應強度方向相同Db處的磁感應強度為零解析：根據安培定則判斷兩根直導線在三個點產生的磁場方向，由磁場的疊加原理分析即可根據安培定則判斷知：左側導線在a點產生的磁場方向向里，在c點產生的磁場方向向外，右側導線在a點產生的磁場方向向里，在b點產生的磁場方向向外，根據磁感線的疏密表示磁場的強弱，可知離直導線越遠，磁場越弱，可知：a處磁感線比c處密，則a處的磁感應強度大小比c處的大由磁場的疊加可知：a、c兩處的磁感應強度方向相反故A正確，BC錯誤；D.由于左右側導線在b處產生的磁感應強度方向相反，大小相等，所以b處的磁感應強度為零，故D正確6(多選)帶正電的甲、乙、丙三個粒子(不計重力)分別以v甲、v乙、v丙速度垂直射入電場和磁場相互垂直的復合場中，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<v丙C甲的速度一定變小 D丙的速度一定變大解析：由左手定則可判斷正電荷所受洛倫茲力向上，而它們所受的電場力向下，由運動軌跡可判斷qv甲B>qE，即v甲>，同理可得v乙，v丙<，所以v甲>v乙>v丙，故A正確，B錯誤；對甲，電場力做負功，速度減??；對丙，電場力做正功，速度增大故D正確7(多選)帶電粒子進入云室會使云室中的氣體電離，從而顯示其運動軌跡，如圖是在有勻強磁場的云室中觀察到的粒子的軌跡，a和b是軌跡上的兩點，勻強磁場B垂直紙面向里該粒子在運動時，其質量和電荷量不變，而動能逐漸減少下列說法正確的是(AC)A粒子先經過a點，再經過b點B粒子先經過b點，再經過a點C粒子帶負電D粒子帶正電解析：粒子在云室中運動時，速度逐漸減小，根據r可知其運動軌跡的半徑逐漸減小，故粒子運動方向為由a到b，故A正確，B錯誤；運動方向由a到b，磁場垂直紙面向里，所受洛倫茲力方向指向運動軌跡內側，故由左手定則可知該電荷帶負電，故C正確，D錯誤二、填空題(本大題共2個小題，共12分)8(8分)如圖所示，放在蹄形磁鐵兩極之間的導體棒 ab，當通有自 b 到 a 的電流時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，導體棒中的電流方向自 a 到 b，則導體棒受到的安培力方向向_解析：根據左手定則判斷答案：N右 9(4分)質譜儀是一種測定帶電粒子質量和分析同位素的重要工具，在科學研究中具有重要應用如圖所示是質譜儀工作原理簡圖，電容器兩極板相距為d，兩端電壓為U，板間勻強磁場磁感應強度為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入另一勻強磁場B2，結果分別打在a、b兩點，測得兩點間的距離為R，由此可知，打在兩點的粒子質量差為m_(粒子重力不計)答案：三、計算題(本大題共3個小題，共46分)10(10分)用兩個一樣的彈簧吊著一根銅棒，銅棒所在虛線范圍內有垂直于紙面的勻強磁場，棒中通以自左向右的電流(如圖所示)，當棒靜止時，兩彈簧秤的讀數為F1；若將棒中的電流方向反向(大小保持不變)，當棒靜止時，兩彈簧秤的示數為F2，且F2F1，根據這兩個數據，試求：(1)磁場的方向； (2)安培力的大小以及銅棒的重力解析：(1)由F2F1，可以確定磁場的方向為垂直紙面向里(2)設銅棒的重力為G，安培力的大小為F，則由平衡條件得：2F1GF，2F2 G F，根據這兩個方程，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)一足夠長的矩形區(qū)域abcd內充滿磁感應強度為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場，矩形區(qū)域的左邊界ad寬為L，現從ad中點O垂直于磁場射入一帶電粒子，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，質量為m(重力不計)(1)若粒子帶負電，且恰能從d點射出磁場，求v0的大??；(2)若粒子帶正電，且粒子能從ab邊射出磁場，求v0的取值范圍解析：(1)若粒子帶負電，則進入磁場后沿順時針方向偏轉，如圖所示，O1為軌跡圓心，由對稱性可知，速度的偏轉角1260°，故軌跡半徑r1Od根據牛頓第二定律得：qv0B，得v0.(2)若粒子帶正電，則沿逆時針方向偏轉，當v0最大時，軌跡與cd相切，軌跡圓心為O2，半徑為r2，由幾何關系得r2r2cos 60°，得r2L即vmax當v0最小時，軌跡與ab相切，軌跡圓心為O3，半徑為r3，由幾何關系可得r3r3sin 30°，得r3則vmin，所以v0.答案：(1)(2)v012(18分)如圖所示的坐標系，在y軸左側有垂直紙面、磁感應強度為B的勻強磁場在xL處，有一個與x軸垂直放置的屏，y軸與屏之間有與y軸平行的勻強電場在坐標原點O處同時釋放兩個均帶正電荷的粒子A和B，粒子A的速度方向沿著x軸負方向，粒子B的速度方向沿著x軸正方向已知粒子A的質量為m，帶電量為q，粒子B的質量是n1m，帶電量為n2q，釋放瞬間兩個粒子的速率滿足關系式mvAn1mvB.若已測得粒子A在磁場中運動的半徑為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的重力均不計求：(1)試在圖中畫出粒子A和粒子B的運動軌跡的示意圖 (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在磁場中做半個圓周的勻速圓周運動后進入電場做類平拋運動，設打在屏上的位置為Q點，粒子B直接在電場中做類平拋運動，設打在屏上的位置為P點，如圖所示(2)由題意，兩個粒子的速率滿足關系式mvAn1mvB，粒子A在磁場中做勻速圓周運動，由牛頓第二定律得，qvAB解得：vA，vB粒子A和粒子B做類平拋運動過程中，沿電場方向上的側移分別為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