《（浙江專用）2018-2019學(xué)年高中物理 第三章 磁場(chǎng)章末檢測(cè)卷 新人教版選修3-1.doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（浙江專用）2018-2019學(xué)年高中物理 第三章 磁場(chǎng)章末檢測(cè)卷 新人教版選修3-1.doc（9頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

第三章 磁場(chǎng) 章末檢測(cè)卷(三) (時(shí)間：90分鐘　分?jǐn)?shù)：100分) 一、選擇題(共13小題，每小題4分，共52分。每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。) 1．下列關(guān)于磁場(chǎng)和磁感線的描述中正確的是(　　) A．磁感線可以形象地描述各點(diǎn)磁場(chǎng)的方向 B．磁感線是磁場(chǎng)中客觀存在的線 C．磁感線總是從磁鐵的N極出發(fā)，到S極終止 D．實(shí)驗(yàn)中觀察到的鐵屑的分布就是磁感線 解析　磁感線是為了形象地描述磁場(chǎng)而假想出來(lái)有方向的曲線，故B錯(cuò)誤；在磁鐵內(nèi)部，磁感線由S極指向N極，故C錯(cuò)誤；磁感線是不存在的，是假想的，故D錯(cuò)誤。 答案　A 2．關(guān)于帶電粒子在電場(chǎng)或磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的表述，以下正確的是(　　) A．帶電粒子在電場(chǎng)中某點(diǎn)受到的電場(chǎng)力方向與該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同 B．正電荷只在電場(chǎng)力作用下，一定從高電勢(shì)處向低電勢(shì)處運(yùn)動(dòng) C．帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的洛倫茲力方向與粒子的速度方向垂直 D．帶電粒子在磁場(chǎng)中某點(diǎn)受到的洛倫茲力方向與該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向相同 解析　當(dāng)帶電粒子帶負(fù)電時(shí)，在電場(chǎng)中某點(diǎn)受到的電場(chǎng)力方向與該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反，當(dāng)帶電粒子帶正電時(shí)，受到的電場(chǎng)力方向與該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同，故A錯(cuò)誤；由UAB＝知，若電場(chǎng)力的方向與運(yùn)動(dòng)方向相反，電場(chǎng)力做負(fù)功，則正電荷將從低電勢(shì)處向高電勢(shì)處運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；根據(jù)左手定則，帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的洛倫茲力方向一定與速度的方向垂直，故C正確，D錯(cuò)誤；所以選C。 答案　C 3．長(zhǎng)10 cm的通電直導(dǎo)線，通過(guò)1 A的電流，在磁場(chǎng)強(qiáng)弱、方向都一樣的空間(勻強(qiáng)磁場(chǎng))中某處受到的磁場(chǎng)力為0.4 N，則該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度(　　) A．等于4 T B．大于或等于4 T C．小于或等于4 T D．方向與其所受到的磁場(chǎng)力方向一致 解析　題目中沒(méi)有說(shuō)明導(dǎo)線如何放置，若導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直，則由磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式得B＝＝4 T。若導(dǎo)線沒(méi)有與磁場(chǎng)垂直放置，此時(shí)所受安培力為0.4 N，若把此導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直放置時(shí)，受到的安培力將大于0.4 N，根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式B＝可知，此時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度將大于4 T，故B正確，A、C錯(cuò)誤；磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與磁場(chǎng)的方向一致，與導(dǎo)線的受力方向無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤。 答案　B 4．如圖1所示，兩個(gè)完全相同的線圈套在一水平光滑絕緣圓柱上，但能自由移動(dòng)，若兩線圈內(nèi)通以大小不等的同向電流，則它們的運(yùn)動(dòng)情況是(　　) 圖1 A．都繞圓柱轉(zhuǎn)動(dòng) B．以不等的加速度相向運(yùn)動(dòng) C．以相等的加速度相向運(yùn)動(dòng) D．以相等的加速度相背運(yùn)動(dòng) 解析　同向環(huán)形電流間相互吸引，雖然兩電流大小不等，但根據(jù)牛頓第三定律知兩線圈間相互作用力必大小相等，故選項(xiàng)C正確。 答案　C 5．速率相同的電子垂直磁場(chǎng)方向進(jìn)入四個(gè)不同的磁場(chǎng)，其軌跡如圖所示，則磁場(chǎng)最強(qiáng)的是(　　) 解析　由qvB＝m得r＝，速率相同時(shí)，半徑越小，磁場(chǎng)越強(qiáng)，選項(xiàng)D正確。 答案　D 6．如圖2所示四種情況中，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同，載流導(dǎo)體長(zhǎng)度相同。通過(guò)的電流也相同，那么，導(dǎo)體受到的安培力最大，且方向沿著紙面的是(　　) 圖2 A．甲、乙 B．甲、丙 C．乙、丁 D．乙、丙 解析　題圖甲所示情況中，B與I不垂直，且安培力垂直紙面向里。題圖乙所示情況中，B與I垂直，安培力在紙面內(nèi)豎直向下。題圖丙所示情況中，B與I平行，安培力為0。題圖丁所示情況中，B與I垂直，安培力在紙面內(nèi)垂直I斜向左上。綜合以上分析可知，符合要求的為乙、丁兩種情況。故C正確。 答案　C 7．如圖3所示，當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合的時(shí)候，導(dǎo)線ab受力的方向應(yīng)為(　　) 圖3 A．向右 B．向左 C．向紙外 D．向紙里 答案　D 8.如圖4是比荷相同的a、b兩粒子從O點(diǎn)垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)進(jìn)入正方形區(qū)域的運(yùn)動(dòng)軌跡，則(　　) 圖4 A．a(chǎn)的質(zhì)量比b的質(zhì)量大 B．a(chǎn)帶正電荷、b帶負(fù)電荷 C．a(chǎn)在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)速率比b的大 D．a(chǎn)在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間比b的長(zhǎng) 解析　比荷相同，但不知電荷量，故不能比較a、b的質(zhì)量，A錯(cuò)誤；由左手定則可知，a、b都帶負(fù)電荷，B錯(cuò)誤；帶電粒子在磁場(chǎng)中由洛侖茲力提供向心力，有qvB＝，得v＝，比荷相同，a運(yùn)動(dòng)的半徑比b運(yùn)動(dòng)的半徑大，所以a在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)速率比b運(yùn)動(dòng)的速率大，C正確；由T＝，得運(yùn)動(dòng)時(shí)間t＝T，可知b在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間比a的長(zhǎng)，D錯(cuò)誤。 答案　C 9．在半導(dǎo)體離子注入工藝中，初速度可忽略的磷離子P＋和P3＋，經(jīng)電壓為U的電場(chǎng)加速后，垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里、有一定寬度的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，如圖5所示，已知離子P＋在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過(guò)θ＝30后從磁場(chǎng)右邊界射出。在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，離子P＋和P3＋(　　) 圖5 A．在電場(chǎng)中的加速度之比為1∶1 B．在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑之比為3∶1 C．在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過(guò)的角度之比為1∶3 D．離開(kāi)電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的動(dòng)能之比為1∶3 解析　磷離子P＋與P3＋電荷量之比q1∶q2＝1∶3，質(zhì)量相等，在電場(chǎng)中加速度a＝，由此可知，a1∶a2＝1∶3，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；離子進(jìn)入磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r＝，又qU＝mv2，故有r＝，即r1∶r2＝∶1，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；設(shè)離子P3＋在磁場(chǎng)中偏角為α，則sin α＝，sin θ＝(d為磁場(chǎng)寬度)，故有sin θ∶sin α＝1∶，已知θ＝30，故α＝60，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；全過(guò)程中只有電場(chǎng)力做功，W＝qU，故離開(kāi)電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的動(dòng)能之比即為電場(chǎng)力做功之比，所以Ek1∶Ek2＝W1∶W2＝1∶3，選項(xiàng)D正確。 答案　D 10．通電直導(dǎo)線A與圓形通電導(dǎo)線環(huán)B固定放在同一水平面上，通有如圖6所示的電流，則(　　) 圖6 A．直導(dǎo)線A受到的安培力大小為零 B．直導(dǎo)線A受到的安培力大小不為零，方向水平向左 C．導(dǎo)線環(huán)B受到的安培力的合力大小不為零 D．導(dǎo)線環(huán)B受到的安培力的合力大小不為零，其方向水平向右 解析　通電導(dǎo)線之間的作用力，同向電流之間為引力，異向電流之間為斥力，可知圓形通電導(dǎo)線左側(cè)與直導(dǎo)線間為引力，靠近直導(dǎo)線的右側(cè)部分為斥力，由于斥力大于引力，故導(dǎo)線的合力方向水平向右，由牛頓第三定律可知導(dǎo)線環(huán)B受到的安培力的合力水平向左，C正確。 答案　C 11．一正電荷q在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，以速度v沿x軸正方向進(jìn)入垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，如圖7所示，為了使電荷能做直線運(yùn)動(dòng)，則必須加一個(gè)電場(chǎng)，不計(jì)重力，此電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)應(yīng)該是(　　) 圖7 A．沿y軸正方向，大小為 B．沿y軸負(fù)方向，大小為Bv C．沿y軸正方向，大小為 D．沿y軸負(fù)方向，大小為 解析　要使電荷能做直線運(yùn)動(dòng)，必須用電場(chǎng)力抵消洛倫茲力，本題正電荷所受洛倫茲力的方向沿y軸正方向，故電場(chǎng)力必須沿y軸負(fù)方向且qE＝qvB，即E＝Bv。 答案　B 12.某空間存在水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)(圖中未畫(huà)出)，帶電小球沿如圖8所示的直線斜向下由A點(diǎn)沿直線向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，此空間同時(shí)存在由A指向B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖8 A．小球一定帶正電 B．小球可能做勻速直線運(yùn)動(dòng) C．小球一定做勻加速直線運(yùn)動(dòng) D．運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，小球的機(jī)械能減小 解析　由于小球重力方向豎直向下，空間存在磁場(chǎng)，且小球直線運(yùn)動(dòng)方向斜向下，與磁場(chǎng)方向相同，故不受磁場(chǎng)力的作用，電場(chǎng)力必水平向右，但電場(chǎng)具體方向未知，故不能判斷帶電小球的電性，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；重力和電場(chǎng)力的合力不為零，故不是勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤；因?yàn)橹亓εc電場(chǎng)力的合力方向與運(yùn)動(dòng)方向相同，故小球一定做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C正確；運(yùn)動(dòng)過(guò)程中由于電場(chǎng)力做正功，故機(jī)械能增加，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案　C 13.如圖9是汽車尾氣磁流體發(fā)電的原理示意圖，金屬板M、N正對(duì)著平行放置，且板面垂直于紙面，在兩板之間接有電阻R。極板間的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，等離子束(分別帶有等量正、負(fù)電荷的離子束)從左向右進(jìn)入板間，下列表述正確的是(　　) 圖9 A．M板的電勢(shì)低于N板，通過(guò)電阻R的電流向上 B．M板的電勢(shì)低于N板，通過(guò)電阻R的電流向下 C．M板的電勢(shì)高于N板，通過(guò)電阻R的電流向上 D．M板的電勢(shì)高于N板，通過(guò)電阻R的電流向下 解析　等離子體進(jìn)入磁場(chǎng)，根據(jù)左手定則，正電荷向上偏轉(zhuǎn)，打在上極板上，負(fù)電荷向下偏轉(zhuǎn)，打在下極板上，所以上極板帶正電，下極板帶負(fù)電，則M板的電勢(shì)高于N板的電勢(shì)，流過(guò)電阻的電流方向向下，選項(xiàng)D正確。 答案　D 二、非選擇題(共5小題，共48分。) 14．(5分)邊長(zhǎng)為10 cm的正方形線圈，固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與線圈平面夾角θ＝30，如圖10所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律為：B＝2＋3t(T)，則在第1 s內(nèi)穿過(guò)線圈的磁通量變化量ΔΦ是多少？ 圖10 解析　t＝0時(shí)，B0＝2 T，t＝1 s時(shí)，B1＝(2＋31) T＝5 T，由Φ＝BS⊥得：ΔΦ＝ΔBSsin 30＝(B1－B0)L2sin 30＝(5－2)0.12 Wb＝1.510－2 Wb。 答案　1.510－2 Wb 15．(6分)如圖11所示為圓柱形區(qū)域的橫截面，在該區(qū)域加沿圓柱軸線方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。帶電粒子(不計(jì)重力)第一次以速度v1沿截面直徑入射，粒子飛入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，速度方向偏轉(zhuǎn)60角；該帶電粒子第二次以速度v2從同一點(diǎn)沿同一方向入射，粒子飛出磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，速度方向偏轉(zhuǎn)90角。則： 圖11 (1)帶電粒子第一次和第二次在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑之比； (2)速度之比； (3)時(shí)間之比。 解析　(1)設(shè)磁場(chǎng)半徑為R，當(dāng)?shù)谝淮我运俣葀1沿截面直徑入射時(shí)，根據(jù)幾何知識(shí)可得：＝cos 30，即r1＝R。當(dāng)?shù)诙我运俣葀2沿截面直徑入射時(shí)，根據(jù)幾何知識(shí)可得：r2＝R，所以＝。 (2)兩次情況下都是同一個(gè)帶電粒子在相等的磁感應(yīng)強(qiáng)度下運(yùn)動(dòng)的，所以根據(jù)公式r＝，可得＝＝。 (3)因?yàn)橹芷赥＝，與速度無(wú)關(guān)，所以運(yùn)動(dòng)時(shí)間比為＝＝。 答案　(1)∶1　(2)∶1　(3)2∶3 16．(10分)如圖12所示，將長(zhǎng)50 cm、質(zhì)量為10 g的均勻金屬棒ab的兩端用兩只相同的輕質(zhì)彈簧懸掛成水平狀態(tài)，位于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)金屬棒中通以0.4 A電流時(shí)，彈簧恰好不伸長(zhǎng)，求： 圖12 (1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)中磁感應(yīng)強(qiáng)度是多大？ (2)當(dāng)金屬棒通以0.2 A由a到b的電流時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)1 cm，如果電流方向由b到a，而電流大小不變，彈簧伸長(zhǎng)又是多少？ 解析　(1)當(dāng)ab棒受到向上的安培力BIl和向下的重力mg大小相等時(shí)，彈簧不伸長(zhǎng)，由BIl＝mg可得出磁感應(yīng)強(qiáng)度：B＝＝T＝0.49 T。 (2)當(dāng)0.2 A的電流由a流向b時(shí)，ab棒受到兩根彈簧向上的拉力2kx1及向上的安培力BI1l和向下的重力mg作用，處于平衡狀態(tài)。 根據(jù)平衡條件有：2kx1＝mg－BI1l① 當(dāng)電流反向后，ab棒在兩個(gè)彈簧向上的拉力2kx2及向下的安培力BI2l和重力mg作用下平衡，有： 2kx2＝mg＋BI2l② ①②兩式相除并整理，得彈簧伸長(zhǎng)x2為： x2＝x1 ＝1 cm ＝3 cm。 答案　(1)0.49 T　(2)3 cm 17．(10分)如圖13所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)方向水平向右，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的微粒以速度v與磁場(chǎng)方向垂直，與電場(chǎng)成45角射入復(fù)合場(chǎng)中，恰能做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。 圖13 解析　假設(shè)粒子帶負(fù)電，則所受電場(chǎng)力方向水平向左，洛倫茲力方向斜向右下方與v垂直，可以從力的平衡條件判斷出這樣的粒子不可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以粒子應(yīng)帶正電荷，受力情況如圖所示，根據(jù)合外力為零可得 mg＝qvBsin 45，qE＝qvBcos 45， 由兩式可得B＝，E＝。 答案　見(jiàn)解析 18．(17分)α粒子從小孔P以1107 m/s的速度進(jìn)入正交的電磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ，且恰好可沿中心線勻速通過(guò)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.1 T。之后經(jīng)過(guò)A孔進(jìn)入電場(chǎng)加速區(qū)域Ⅱ，加速電壓U＝3106 V。從區(qū)域Ⅱ射出的α粒子隨后又進(jìn)入半徑為r＝ m的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域Ⅲ，該區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度B0＝0.4 T、方向垂直紙面向里。圓形磁場(chǎng)右邊有一豎直熒光屏與之相切，熒光屏的中心點(diǎn)M和圓形磁場(chǎng) 的圓心O、電磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ的中線在同一條直線上，α粒子的比荷為＝5107 C/kg。 圖14 (1)求電磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ的電場(chǎng)強(qiáng)度大??； (2)粒子在圓形磁場(chǎng)區(qū)域Ⅲ的運(yùn)動(dòng)時(shí)間多長(zhǎng)？ (3)求出粒子打在熒光屏上的位置。 解析　(1)α粒子勻速通過(guò)電磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ：qE＝qv0B④ 聯(lián)立③④可得：E＝1106 V/m⑤ (2)α粒子在區(qū)域Ⅱ被電場(chǎng)加速： qU＝mv2－mv所以v＝2107 m/s⑥ α粒子在區(qū)域Ⅲ中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)：qvB＝ 所以R＝1m⑦ T＝⑧ 由幾何關(guān)系可知：α粒子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)角θ＝60 所以α粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t＝T 聯(lián)立⑧⑨可得：t＝10－7s⑨ (3)α粒子的入射速度過(guò)圓心，由幾何關(guān)系可知，出射速度方向也必然過(guò)圓心O 幾何關(guān)系如圖：tan 60＝， 所以x＝1 m α粒子打在熒光屏上的M點(diǎn)上方1 m處⑩ 答案　(1)1106 V/m　(2)10－7s (3)見(jiàn)解析