高中物理第三章氣體章末綜合檢測A教科選修.doc

第三章磁場 章末檢測(A)(時(shí)間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共10個(gè)小題，每小題5分，共50分)1一個(gè)質(zhì)子穿過某一空間而未發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則()A可能存在電場和磁場，它們的方向與質(zhì)子運(yùn)動(dòng)方向相同B此空間可能有磁場，方向與質(zhì)子運(yùn)動(dòng)速度的方向平行C此空間可能只有磁場，方向與質(zhì)子運(yùn)動(dòng)速度的方向垂直D此空間可能有正交的電場和磁場，它們的方向均與質(zhì)子速度的方向垂直2兩個(gè)絕緣導(dǎo)體環(huán)AA、BB大小相同，環(huán)面垂直，環(huán)中通有相同大小的恒定電流，如圖1所示，則圓心O處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向?yàn)?AA面水平，BB面垂直紙面)A指向左上方 B指向右下方 C豎直向上 D水平向右3關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度B，下列說法中正確的是()A磁場中某點(diǎn)B的大小，跟放在該點(diǎn)的試探電流元的情況有關(guān)B磁場中某點(diǎn)B的方向，跟該點(diǎn)處試探電流元所受磁場力的方向一致C在磁場中某點(diǎn)試探電流元不受磁場力作用時(shí)，該點(diǎn)B值大小為零D在磁場中磁感線越密集的地方，B值越大4關(guān)于帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)，不考慮其他場力(重力)作用，下列說法正確的是()A可能做勻速直線運(yùn)動(dòng) B可能做勻變速直線運(yùn)動(dòng)C可能做勻變速曲線運(yùn)動(dòng) D只能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)圖1圖2圖3圖451930年勞倫斯制成了世界上第一臺(tái)回旋加速器，其原理如圖2所示這臺(tái)加速器由兩個(gè)銅質(zhì)D形盒D1、D2構(gòu)成，其間留有空隙，下列說法正確的是()A離子由加速器的中心附近進(jìn)入加速器 B離子由加速器的邊緣進(jìn)入加速器C離子從磁場中獲得能量 D離子從電場中獲得能量6如圖3所示，一個(gè)帶負(fù)電的油滴以水平向右的速度v進(jìn)入一個(gè)方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場B后，保持原速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，如果使勻強(qiáng)磁場發(fā)生變化，則下列判斷中正確的是()A磁場B減小，油滴動(dòng)能增加 B磁場B增大，油滴機(jī)械能不變C使磁場方向反向，油滴動(dòng)能減小 D使磁場方向反向后再減小，油滴重力勢(shì)能減小7如圖4所示為一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的圓環(huán)，可在水平放置的足夠長的粗糙細(xì)桿上滑動(dòng)，細(xì)桿處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中(不計(jì)空氣阻力)現(xiàn)給圓環(huán)向右的初速度v0，在以后的運(yùn)動(dòng)過程中，圓環(huán)運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖象可能是下圖中的()8. 如圖5所示，空間的某一區(qū)域內(nèi)存在著相互垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，一個(gè)帶電粒子以某一初速度由A點(diǎn)進(jìn)入這個(gè)區(qū)域沿直線運(yùn)動(dòng)，從C點(diǎn)離開區(qū)域；如果這個(gè)區(qū)域只有電場則粒子從B點(diǎn)離開場區(qū)；如果這個(gè)區(qū)域只有磁場，則粒子從D點(diǎn)離開場區(qū)；設(shè)粒子在上述3種情況下，從A到B點(diǎn)，從A到C點(diǎn)和A到D點(diǎn)所用的時(shí)間分別是t1、t2和t3，比較t1、t2和t3的大小，則有(粒子重力忽略不計(jì))()圖5At1t2t3 Bt2t1t3Ct1t2t29如圖6所示，a、b是一對(duì)平行金屬板，分別接到直流電源兩極上，右邊有一擋板，正中間開有一小孔d，在較大空間范圍內(nèi)存在著勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里，在a、b兩板間還存在著勻強(qiáng)電場E.從兩板左側(cè)中點(diǎn)c處射入一束正離子(不計(jì)重力)，這些正離子都沿直線運(yùn)動(dòng)到右側(cè)，從d孔射出后分成3束則下列判斷正確的是()圖6A這三束正離子的速度一定不相同 B這三束正離子的質(zhì)量一定不相同C這三束正離子的電荷量一定不相同 D這三束正離子的比荷一定不相同10如圖7所示，兩個(gè)半徑相同的半圓形軌道分別豎直放置在勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中軌道兩端在同一高度上，軌道是光滑的，兩個(gè)相同的帶正電小球同時(shí)從兩軌道左端最高點(diǎn)由靜止釋放M、N為軌道的最低點(diǎn)，則下列說法正確的是()圖7A兩小球到達(dá)軌道最低點(diǎn)的速度vMvNB兩小球第一次到達(dá)軌道最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力FMFNC小球第一次到達(dá)M點(diǎn)的時(shí)間大于小球第一次到達(dá)N點(diǎn)的時(shí)間D在磁場中小球能到達(dá)軌道的另一端，在電場中小球不能到達(dá)軌道的另一端題號(hào)12345678910答案二、填空題(本題共2個(gè)小題，滿分12分)11(6分)一個(gè)電子(電荷量為e，質(zhì)量為m)以速率v從x軸上某點(diǎn)垂直x軸進(jìn)入上方勻強(qiáng)磁場區(qū)域，如圖8所示，已知上方磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，且大小為下方勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的2倍，將從開始到再一次由x軸進(jìn)入上方磁場作為一個(gè)周期，那么，電子運(yùn)動(dòng)一個(gè)周期所用的時(shí)間是_，電子運(yùn)動(dòng)一個(gè)周期的平均速度大小為_ 圖8圖912（6分）如圖9所示,正方形容器處在勻強(qiáng)磁場中，一束電子從a孔沿ab方向垂直射入容器內(nèi)的勻強(qiáng)磁場中，結(jié)果一部分電子從小孔c豎直射出，一部分電子從小孔d水平射出，則從c、d兩孔射出的電子在容器中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比tctd_，在容器中運(yùn)動(dòng)的加速度大小之比acad_.三、計(jì)算題(本題共4個(gè)小題，滿分38分)13(8分)如圖10所示，在傾角為37的光滑斜面上有一根長為0.4 m，質(zhì)量為6102 kg的通電直導(dǎo)線，電流I1 A，方向垂直紙面向外，導(dǎo)線用平行于斜面的輕繩拴住不動(dòng)，整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度每秒增加0.4 T，方向豎直向上的磁場中，設(shè)t0時(shí)，B0，則需要多長時(shí)間斜面對(duì)導(dǎo)線的支持力為零？(g取10 m/s2)圖1014(10分)電子質(zhì)量為m，電荷量為q，以速度v0與x軸成角射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，最后落在x軸上的P點(diǎn)，如圖11所示，求：圖11(1)的長度；(2)電子由O點(diǎn)射入到落在P點(diǎn)所需的時(shí)間t.15(10分)如圖12所示，有界勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2103T；磁場右邊是寬度L0.2 m、場強(qiáng)E40 V/m、方向向左的勻強(qiáng)電場一帶電粒子電荷量q3.21019 C，質(zhì)量m6.41027 kg，以v4104 m/s的速度沿OO垂直射入磁場，在磁場中偏轉(zhuǎn)后進(jìn)入右側(cè)的電場，最后從電場右邊界射出求：圖12(1)大致畫出帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡(畫在給出的圖中)；(2)帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑；(3)帶電粒子飛出電場時(shí)的動(dòng)能Ek.16(10分)質(zhì)量為m，電荷量為q的帶負(fù)電粒子自靜止開始，經(jīng)M、N板間的電場加速后，從A點(diǎn)垂直于磁場邊界射入寬度為d的勻強(qiáng)磁場中，該粒子離開磁場時(shí)的位置P偏離入射方向的距離為L，如圖13所示，已知M、N兩板間的電壓為U，粒子的重力不計(jì)圖13(1)正確畫出粒子由靜止開始至離開勻強(qiáng)磁場時(shí)的軌跡圖(用直尺和圓規(guī)規(guī)范作圖)；(2)求勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B.第三章磁場(A)答案1ABD帶正電的質(zhì)子穿過一空間未偏轉(zhuǎn)，可能不受力，可能受力平衡，也可能受合外力方向與速度方向在同一直線上2A3D磁場中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度由磁場本身決定，與試探電流元無關(guān)而磁感線可以描述磁感應(yīng)強(qiáng)度，疏密程度表示大小4A帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的洛倫茲力跟速度方向與磁場方向的夾角有關(guān)，當(dāng)速度方向與磁場方向平行時(shí)，它不受洛倫茲力作用，又不受其他力作用，這時(shí)它將做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故A項(xiàng)正確因洛倫茲力的方向始終與速度方向垂直，改變速度方向，因而同時(shí)也改變洛倫茲力的方向，故洛倫茲力是變力，粒子不可能做勻變速運(yùn)動(dòng)，故B、C兩項(xiàng)錯(cuò)誤只有當(dāng)速度方向與磁場方向垂直時(shí)，帶電粒子才做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故D項(xiàng)中“只能”是不對(duì)的5AD本題源于課本而又高于課本，既考查考生對(duì)回旋加速器的結(jié)構(gòu)及工作原理的掌握情況，又能綜合考查磁場和電場對(duì)帶電粒子的作用規(guī)律由R知，隨著被加速離子的速度增大，離子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑逐漸增大，所以離子必須由加速器中心附近進(jìn)入加速器，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；離子在電場中被加速，使動(dòng)能增加；在磁場中洛倫茲力不做功，離子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能不改變磁場的作用是改變離子的速度方向，所以C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確6ABD帶負(fù)電的油滴在勻強(qiáng)磁場B中做勻速直線運(yùn)動(dòng)，受堅(jiān)直向下的重力和豎直向上的洛倫茲力而平衡，當(dāng)B減小時(shí)，由FqvB可知洛倫茲力減小，重力大于洛倫茲力，重力做正功，故油滴動(dòng)能增加，A正確；B增大，洛倫茲力大于重力，重力做負(fù)功，而洛倫茲力不做功，故機(jī)械能不變，B正確；磁場反向，洛倫茲力豎直向下，重力做正功，動(dòng)能增加，重力勢(shì)能減小，故C錯(cuò)，D正確7AD由左手定則可知，圓環(huán)所受洛倫茲力豎直向上，如果恰好qv0Bmg，圓環(huán)與桿間無彈力，不受摩擦力，圓環(huán)將以v0做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故A正確；如果qv0Bmg，則a，隨著v的減小a也減小，直到qvBmg，以后將以剩余的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故D正確，B、C錯(cuò)誤8C只有電場時(shí)，粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向?yàn)閯蛩僦本€運(yùn)動(dòng)，故t1t2；只有磁場時(shí)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，速度大小不變，但沿AC方向的分速度越來越小，故t3t2，綜上所述可知，選項(xiàng)C對(duì)9D本題考查帶電粒子在電場、磁場中的運(yùn)動(dòng)，速度選擇器的知識(shí)帶電粒子在金屬板中做直線運(yùn)動(dòng)，qvBEq，v，表明帶電粒子的速度一定相等，而電荷的帶電量、電性、質(zhì)量、比荷的關(guān)系均無法確定；在磁場中R，帶電粒子運(yùn)動(dòng)半徑不同，所以比荷一定不同，D項(xiàng)正確10D在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，只有重力做正功，在電場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力做正功、電場力做負(fù)功，由動(dòng)能定理可知：mvmgHmvmgHqEd故vMvN，A、C不正確最低點(diǎn)M時(shí)，支持力與重力和洛倫茲力的合力提供向心力，最低點(diǎn)N時(shí)，支持力與重力的合力提供向心力因vMvN，故壓力FMFN，B不正確在電場中因有電場力做負(fù)功，有部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能，故小球不能到達(dá)軌道的另一端D正確11.解析電子一個(gè)周期內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡如右圖所示由牛頓第二定律及洛倫茲力公式，可知evB，故圓半徑R，所以上方R1，T1；下方R2，T2.因此電子運(yùn)動(dòng)一個(gè)周期所用時(shí)間是：T，在這段時(shí)間內(nèi)位移大?。簒2R22R122，所以電子運(yùn)動(dòng)一個(gè)周期的平均速度大小為：.121221解析同一種粒子在同一磁場中運(yùn)動(dòng)的周期相同，且tcT，tdT，即tctd12.由r知，vcvdrcrd21，而acadvcvd21.135 s解析斜面對(duì)導(dǎo)線的支持力為零時(shí)受力分析如右圖由平衡條件得：BILmgcot 37B T2 T所需時(shí)間t s5 s14(1)sin (2)解析帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，應(yīng)根據(jù)已知條件首先確定圓心的位置，畫出運(yùn)動(dòng)軌跡，所求距離應(yīng)和半徑R相聯(lián)系，所求時(shí)間應(yīng)和粒子轉(zhuǎn)動(dòng)的圓心角、周期T相聯(lián)系(1)過O點(diǎn)和P點(diǎn)做速度方向的垂線，兩線交點(diǎn)C即為電子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓心，如右圖所示，則可知2Rsin Bqv0m由式可解得：sin .(2)由圖中可知：2t又v0R由式可得：t.15(1)見解析圖(2)0.4 m(3)7.681018 J解析(1)軌跡如下圖所示