湖南省邵陽(yáng)市隆回縣萬(wàn)和實(shí)驗(yàn)學(xué)校高中物理 第三章 磁場(chǎng)單元測(cè)試試題（答案不全）新人教版選修3-1

1、2020年下學(xué)期萬(wàn)和實(shí)驗(yàn)學(xué)校高二物理磁場(chǎng)單元測(cè)試試題 時(shí)間：110分鐘 滿分；120分一、選擇題（每小題4分，共60分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，至少有一個(gè)選項(xiàng)是正確的，全部選對(duì)得4分，對(duì)而不全得2分。請(qǐng)將正確的答案填在答卷的表格內(nèi)。）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（ ）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(guò)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2、有關(guān)電荷所受電場(chǎng)力和洛侖茲力的說(shuō)法中,正確的是: （）A、電荷在磁場(chǎng)中一定受磁場(chǎng)力的作用 B、電荷在電場(chǎng)中一定受電場(chǎng)力的

2、作用C、電荷受電場(chǎng)力的方向與該處的電場(chǎng)方向一致D、電荷若受磁場(chǎng)力,則受力方向與該處的磁場(chǎng)方向垂直3、一根豎直放置的長(zhǎng)直導(dǎo)線,通以由下向上的電流,則在它正西方某點(diǎn)所產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向是: （）A、向東 B、向南 C、向西 D、向北4、如圖所示,電流從A點(diǎn)分兩路對(duì)稱(chēng)地且電流強(qiáng)度相等地通過(guò)圓形支路再匯合于B點(diǎn),則圓環(huán)中心處O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向是: （）A、垂直圓環(huán)面指向紙內(nèi) B、垂直圓環(huán)面指向紙外C、磁感應(yīng)強(qiáng)度為零 D、條件不足,無(wú)法判斷5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(méi)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帶負(fù)電帶正電C

3、不帶電無(wú)法確定6安培的分子環(huán)形電流假說(shuō)不可以用來(lái)解釋?zhuān)?）A磁體在高溫時(shí)失去磁性； B磁鐵經(jīng)過(guò)敲擊后磁性會(huì)減弱； C鐵磁類(lèi)物質(zhì)放入磁場(chǎng)后具有磁性； D通電導(dǎo)線周?chē)嬖诖艌?chǎng)。7磁感應(yīng)強(qiáng)度，與下列哪個(gè)物理量的表達(dá)式體現(xiàn)了相同的物理方法（ ）A加速度 B電場(chǎng)強(qiáng)度 C電容 D電阻8圖為某磁譜儀部分構(gòu)件的示意圖圖中，永磁鐵提供勻強(qiáng)磁場(chǎng)，硅微條徑跡探測(cè)器可以探測(cè)粒子在其中運(yùn)動(dòng)的軌跡宇宙射線中有大量的電子、正電子和質(zhì)子當(dāng)這些粒子從上部垂直進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A電子與正電子的偏轉(zhuǎn)方向一定不同B電子與正電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑一定相同C僅依據(jù)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡無(wú)法判斷該粒子是質(zhì)子還是正電子D粒子的動(dòng)能越

4、大，它在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑越小9回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻交流電極相連接的兩個(gè)D形金屬盒，兩盒間的狹縫中形成的周期性變化的電場(chǎng)，使粒子在通過(guò)狹縫時(shí)都能得到加速，兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示，要增大帶電粒子射出時(shí)的動(dòng)能，則下列說(shuō)法中正確的是( )A增大勻強(qiáng)電場(chǎng)間的加速電壓B增大磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度C減小狹縫間的距離D增大D形金屬盒的半徑10、如圖所示是一帶電粒子垂直磁場(chǎng)方向進(jìn)入磁場(chǎng)后的運(yùn)動(dòng)軌跡,已知磁場(chǎng)垂直紙面向內(nèi),則關(guān)于粒子的運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法中正確的是: （）A、如果是勻強(qiáng)磁場(chǎng),且粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中因受阻力影響，動(dòng)能越來(lái)越小,則粒子一定是從b運(yùn)動(dòng)到a,且

5、粒子帶正電B、如果是勻強(qiáng)磁場(chǎng),且粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中因受阻力影響，動(dòng)能越來(lái)越小,則粒子一定是從a運(yùn)動(dòng)到b,且粒子帶負(fù)電C、如果是非勻強(qiáng)磁場(chǎng),不考慮能量損失,則磁場(chǎng)的分布應(yīng)是從左向右逐漸減弱D、如果是非勻強(qiáng)磁場(chǎng),不考慮能量損失,則磁場(chǎng)的分布應(yīng)是從左向右逐漸增強(qiáng)11.如圖所示，用兩個(gè)一樣的彈簧秤吊著一根銅棒（與彈簧秤接觸處絕緣），銅棒所在的虛線范圍內(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，當(dāng)棒平衡時(shí)，彈簧秤的讀數(shù)都為F1；若將棒中電流反向，當(dāng)棒再次平衡時(shí)，彈簧秤的讀數(shù)都為F2，且F2 F1。根據(jù)上述信息，可以確定（） A.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向 B.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小C.銅棒所受安培力的大小 D.銅棒的

6、重力12如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)E方向豎直向下，水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)B垂直紙面向里，三個(gè)油滴a、b、c帶有等量同種電荷。已知a靜止，b、c在紙面內(nèi)均做勻速圓周運(yùn)動(dòng)（軌跡未畫(huà)出）。以下說(shuō)法正確的是 （ ）abcEAa的質(zhì)量最大，c的質(zhì)量最小，b、c都沿逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)Bb的質(zhì)量最大，a的質(zhì)量最小，b、c都沿順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)C三個(gè)油滴質(zhì)量相等，b沿順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)，c沿逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng) D三個(gè)油滴質(zhì)量相等，b、c都沿順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)13如圖所示，一水平放置的光滑絕緣直槽軌連接一豎直放置的半徑為R的絕緣半圓形光滑槽軌。槽軌處在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。有一個(gè)質(zhì)量為m，帶電量為+q的小球在水平軌道上以一定初速

7、度向右運(yùn)動(dòng)。若小球恰好能通過(guò)最高點(diǎn)，則下列說(shuō)法正確的是（）Bm qv0A小球在最高點(diǎn)只受到洛侖茲力和重力的作用B由于無(wú)摩擦力，且洛侖茲力不做功，所以小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)與小球在水平軌道上的機(jī)械能相等C如果設(shè)小球到達(dá)最高點(diǎn)的線速度是v，小球在最高點(diǎn)時(shí)式子mgqvBmv2/R成立D小球從最高點(diǎn)脫離軌道后將做平拋運(yùn)動(dòng)14如圖所示，在豎直放置的金屬板M上放一個(gè)放射源C，可向紙面內(nèi)各個(gè)方向射出速率均為v的粒子，P是與金屬板M 平行的足夠大的熒光屏，到M的距離為d現(xiàn)在 P與金屬板M間加上垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，調(diào)整磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，恰使沿M板向上射出的粒子剛好垂直打在熒光屏上。若粒子的質(zhì)量為m，電荷量為+2e。則

8、（ ） A磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為B磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為C在熒光屏上能觀察到的亮斑區(qū)的長(zhǎng)度為2dD在熒光屏上能觀察到的亮斑區(qū)的長(zhǎng)度為4d15如圖所示，邊長(zhǎng)為a的等邊三角形ABC區(qū)域中存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，AC邊右側(cè)存在豎直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為E，一帶正電、電量為q的小球以速度v0沿AB邊射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中恰能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，欲使帶電小球能從AC邊射出，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值應(yīng)為（ ）A B CB= D二、本題共2小題，共12分把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答16（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)

9、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(guò)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，由此可知，打在兩點(diǎn)的粒子質(zhì)量差為=_。（粒子重力不計(jì)）17（8分）某研究性小組的同學(xué)們?cè)谔骄堪才嗔Φ拇笮『头较蚺c哪些因素有關(guān)時(shí)，設(shè)計(jì)了以下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)一：利用如圖所示的安培力演示器先探究影響安培力大小的因素。第一步，當(dāng)通電導(dǎo)線長(zhǎng)度和磁場(chǎng)一定，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片改變電流，觀察：指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，且偏轉(zhuǎn)角度隨電流增大而增大。第二步，當(dāng)通電電流和磁場(chǎng)一定，改變導(dǎo)線的長(zhǎng)度，分別

10、觀察：指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的角度隨導(dǎo)線長(zhǎng)度的增大而增大。第三步，當(dāng)通電電流和導(dǎo)線長(zhǎng)度一定，更換磁鐵，再次分別觀察：指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的角度不同。實(shí)驗(yàn)二：利用安培力演示器對(duì)安培力的方向進(jìn)行對(duì)比探究。先后按照下表實(shí)驗(yàn)序號(hào)1、2、3的圖例做實(shí)驗(yàn)，觀察到的相關(guān)現(xiàn)象已分別記錄在對(duì)應(yīng)的圖例下面的表格里。實(shí)驗(yàn)序號(hào) 123圖例BFIFBIIFB磁場(chǎng)方向豎直向下豎直向下豎直向上電流方向水平向里水平向外水平向外受力方向水平向左水平向右水平向左（1）通過(guò)實(shí)驗(yàn)一的對(duì)比探究，可以得到影響安培力大小的因素有：_；且安培力大小與這些因素的定性關(guān)系是：_。（2）通過(guò)實(shí)驗(yàn)二的對(duì)比探究，可以得到安培力的方向與_方向、_方向有關(guān)；且三者方向的關(guān)

11、系是：當(dāng)IB時(shí)，_。（3）通過(guò)實(shí)驗(yàn)一的對(duì)比探究，能否得出安培力大小的計(jì)算公式？_（填“能”或“不能”）通過(guò)實(shí)驗(yàn)二的對(duì)比探究，能否得出安培力方向的規(guī)律左手定則？_ _（填“能”或“不能”）三、本題共4小題，滿分48分。解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟。只寫(xiě)出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位。18（10分）如圖，水平放置的光滑的金屬導(dǎo)軌M、N，平行地置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，間距為d，金屬棒ab的質(zhì)量為m，電阻為r，放在導(dǎo)軌上且與導(dǎo)軌垂直。磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向與導(dǎo)軌平面成夾角 且與金屬棒ab垂直，定值電阻為R，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。當(dāng)電鍵閉合的瞬間，測(cè)得棒ab

12、的加速度大小為a，則電源電動(dòng)勢(shì)為多大？19、如圖所示,PQ和MN為水平、平行放置的金屬導(dǎo)軌,相距1m,導(dǎo)體棒ab跨放在導(dǎo)軌上,棒的質(zhì)量為m=0.2kg,棒的中點(diǎn)用細(xì)繩經(jīng)滑輪與物體相連,物體的質(zhì)量M=0.3kg,棒與導(dǎo)軌的動(dòng)摩擦因數(shù)為=0.5,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T,方向豎直向下.為了使物體勻速上升,應(yīng)在棒中通入多大的電流?方向如何?(g=10m/s2)20. 用一根長(zhǎng)L=0.8m的輕繩，吊一質(zhì)量為m=1.0g的帶電小球，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.1T，方向如圖11-14所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，將小球拉到與懸點(diǎn)等高處由靜止釋放，小球便在垂直于磁場(chǎng)的豎直面內(nèi)擺動(dòng)，當(dāng)球第一次擺到低點(diǎn)時(shí)，懸線的張力恰好為

13、零（重力加速度g=10m/s2）（1）小球帶何種電荷？電量為多少？（2）小球第二次經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，懸線對(duì)小球的拉力多大？21如圖，在第一象限存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于紙面(xy平面)向外；在第四象限存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向沿x軸負(fù)向在y軸正半軸上某點(diǎn)以與x軸正向平行、大小為v0的速度發(fā)射出一帶正電荷的粒子，該粒子在(d，0)點(diǎn)沿垂直于x軸的方向進(jìn)入電場(chǎng)不計(jì)重力若該粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)速度方向與y軸負(fù)方向的夾角為，求：(1 )電場(chǎng)強(qiáng)度大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的比值；(2)該粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間22如圖所示，某一新型發(fā)電裝置的發(fā)電管是橫截面為矩形的水平管道，管道的長(zhǎng)為L(zhǎng)、寬為d、高為h，上下兩面是絕緣板前

14、后兩側(cè)面M、N是電阻可忽略的導(dǎo)體板，兩導(dǎo)體板與開(kāi)關(guān)S和定值電阻R相連整個(gè)管道置于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向沿z軸正方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中管道內(nèi)始終充滿電阻率為的導(dǎo)電液體(有大量的正、負(fù)離子)，且開(kāi)關(guān)閉合前后，液體在管道進(jìn)、出口兩端壓強(qiáng)差的作用下，均以恒定速率v0沿x軸正向流動(dòng)，液體所受的摩擦阻力不變(1)求開(kāi)關(guān)閉合前，M、N兩板間的電勢(shì)差大小U0；(2)求開(kāi)關(guān)閉合前后，管道兩端壓強(qiáng)差的變化p；(3)調(diào)整矩形管道的寬和高，但保持其他量和矩形管道的橫截面積Sdh不變，求電阻R可獲得的最大功率Pm及相應(yīng)的寬高比的值23、如題圖所示，在無(wú)限長(zhǎng)的豎直邊界NS和MT間充滿勻強(qiáng)電場(chǎng)，同時(shí)該區(qū)域上、下部分分別充滿方向

15、垂直于NSTM平面向外和向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B和2B，KL為上下磁場(chǎng)的水平分界線，在NS和MT邊界上，距KL高h(yuǎn)處分別有P、Q兩點(diǎn)，NS和MT間距為1.8h，質(zhì)量為m，帶電荷量為q的粒子從P點(diǎn)垂直于NS邊界射入該區(qū)域，在兩邊界之間做圓周運(yùn)動(dòng)，重力加速度為g.(1)求電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向(2)要使粒子不從NS邊界飛出，求粒子入射速度的最小值(3)若粒子能經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)從MT邊界飛出，求粒子入射速度的所有可能值2020年下學(xué)期萬(wàn)和實(shí)驗(yàn)學(xué)校高二物理磁場(chǎng)單元測(cè)試答卷班級(jí) 班號(hào) 姓名 一、選擇題：在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，至少有一個(gè)選項(xiàng)是正確的，請(qǐng)將答案填在下表中。題號(hào) 12345 67 8答

16、案題號(hào) 910 1112 13 14 15 答案二實(shí)驗(yàn)題：(將答案填在題中的橫線上，共12分) 16、_ _ 17、（1）_ _ _ _ _ （2）_ _ _ （3）_ _ 三、計(jì)算題：（48分）解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟，只寫(xiě)出最后的答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位。18、解： 19、解：20、解：21、解：22、 解：23、解：18（10分）解析：畫(huà)出導(dǎo)體棒ab受力的截面圖，如圖所示導(dǎo)體棒ab所受安培力：F = BIL （2分）由牛頓第二定律得： Fsin=ma （4分）導(dǎo)體棒ab 中的電流： （2分）得（2分）21解析 (1)如圖，粒子進(jìn)入

17、磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，粒子質(zhì)量與所帶電荷量分別為m和q，圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R0.由洛倫茲力公式及牛頓第二定律得qv0Bm由題給條件和幾何關(guān)系可知R0d設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，粒子進(jìn)入電場(chǎng)后沿x軸負(fù)方向的加速度大小為ax，在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)沿x軸負(fù)方向的速度大小為vx.由牛頓定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得Eqmaxvxaxt td由于粒子在電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)(如圖)，有tan 聯(lián)立式得v0tan2 (2)聯(lián)立式得t22解析 (1)設(shè)帶電離子所帶的電荷量為q，當(dāng)其所受的洛倫茲力與電場(chǎng)力平衡時(shí)，U0保持恒定，有qv0Bq 得U0Bdv0(2)設(shè)開(kāi)關(guān)閉合前后，管道兩端壓強(qiáng)差分別為p

18、1、p2，液體所受的摩擦阻力均為f，開(kāi)關(guān)閉合后管道內(nèi)液體受到的安培力為F安，有p1hdf p2hdfF安F安BId根據(jù)歐姆定律，有I兩導(dǎo)體板間液體的電阻r由式得p(3)電阻R獲得的功率為PI2RPR當(dāng)時(shí)，電阻R獲得的最大功率Pm.23答案 (1)E，方向豎直向上(2) (96)(3)可能的速度有三個(gè)：，本題考查了帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)、組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 答題9圖1答題9圖2解析 (1)設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E.由題意有mgqE得E，方向豎直向上(2)如答題9圖1所示，設(shè)粒子不從NS邊飛出的入射速度最小值為vmin，對(duì)應(yīng)的粒子在上、下區(qū)域的運(yùn)動(dòng)半徑分別為r1和r2，圓心的連線與NS的夾角為.由r有r1，r2r1由(r1r2)sinr2 r1r1coshvmin(96)(3)如答題9圖2所示，設(shè)粒子入射速度為v，粒子在上、下方區(qū)域的運(yùn)動(dòng)半徑分別為r1和r2，粒子第一次通過(guò)KL時(shí)距離K點(diǎn)為x.由題意有3nx1.8h(n1，2，3) xx得r1，n3.5即n1時(shí)，v；n2時(shí)，v；n3時(shí)，v23（15分）如圖所示，真空室內(nèi)存在寬度為d=8cm的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.332T，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里；ab、cd足夠長(zhǎng)，cd為厚度不計(jì)的金箔，金箔右側(cè)有一勻強(qiáng)電