陜西省高中物理人教版 選修3-1 第三章磁場(chǎng) 單元練習(xí)

陜西省高中物理人教版 選修3-1 第三章磁場(chǎng) 單元練習(xí) 姓名:________ 班級(jí):________ 成績(jī):________ 一、 選擇題 (共13題；共30分) 1. （2分） (2017高二上東莞期末) 關(guān)于磁感線和電場(chǎng)線，下列說(shuō)法正確的是（ ） A . 磁感線是磁場(chǎng)中真實(shí)存在的曲線，都是從N 極出發(fā)，到S 極終止 B . 電場(chǎng)線和磁感線都是一些相互平行的曲線 C . 磁感線只能反映磁場(chǎng)方向而不能反映磁場(chǎng)的強(qiáng)弱 D . 磁感線是閉合曲線，而靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線不是閉合曲線 2. （2分） (2018高二上靖遠(yuǎn)期末) 下列說(shuō)法正確的是（ ） A . 靜電力常量k的數(shù)值可能隨外界條件的變化而改變 B . 導(dǎo)體的電阻率僅與其材料有關(guān)，與溫度、壓力和磁場(chǎng)等外界因素?zé)o關(guān) C . 由C=Q/U可知，電容的大小是由Q(電荷量)和U(電壓)共同決定的 D . 由B=F/IL可知，同一電流元垂直于磁場(chǎng)方向放置時(shí)受到的安培力越大，說(shuō)明磁場(chǎng)的磁感 應(yīng)強(qiáng)度越大 3. （2分） (2019高二上佛山期中) 下列關(guān)于電場(chǎng)線和磁感線說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ） A . 電場(chǎng)線越密的地方，同一試探電荷所受的電場(chǎng)力越大 B . 即使在復(fù)雜電場(chǎng)中的電場(chǎng)線也是不相交的 C . 磁場(chǎng)的方向就是小磁針N極在磁場(chǎng)中所指方向 D . 電場(chǎng)的方向是帶電粒子在該點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向 4. （2分） 如圖中的①、②、③、④四幅圖所示，八個(gè)相同的條形磁鐵都處于平衡狀態(tài)，且彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài)，設(shè)磁鐵的質(zhì)量為m，則（ ） A . ①對(duì)地面的壓力為mg B . ②對(duì)地面的壓力為mg C . ③對(duì)地面的壓力大于3mg D . ④對(duì)地面的壓力等于2mg 5. （2分） (2017高二上洛陽(yáng)期中) 如圖所示，一導(dǎo)電金屬板置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)電流方向向上時(shí)，關(guān)于金屬板兩側(cè)電子多少及電勢(shì)高低，判斷正確的是（ ） A . 左側(cè)電子較多，左側(cè)電勢(shì)較高 B . 左側(cè)電子較多，右側(cè)電勢(shì)較高 C . 右側(cè)電子較多，左側(cè)電勢(shì)較高 D . 右側(cè)電子較多，右側(cè)電勢(shì)較高 6. （2分） 關(guān)于垂直于磁場(chǎng)方向的通電直導(dǎo)線所受磁場(chǎng)作用力的方向，正確的是（ ） A . 跟磁場(chǎng)方向垂直，跟電流方向平行 B . 跟電流方向垂直，跟磁場(chǎng)方向平行 C . 既跟磁場(chǎng)方向垂直，又跟電流方向垂直 D . 既不跟磁場(chǎng)方向垂直，又不跟電流方向垂直 7. （2分） (2017高二上全椒期末) 運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到洛倫茲力的作用，運(yùn)動(dòng)方向會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這一點(diǎn)對(duì)地球上的生命來(lái)說(shuō)有十分重要的意義．從太陽(yáng)和其他星體發(fā)射出的高能粒了流，稱為宇宙射線，在射向地球時(shí)，由于地磁場(chǎng)的存在，改變了帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向，對(duì)地球起到了保護(hù)作用．如圖所示為地磁場(chǎng)對(duì)宇宙射線作用的示意圖．現(xiàn)有來(lái)自宇宙的一束質(zhì)子流，以與地球表而垂直的方向射向赤道上空的某一點(diǎn)，則這 質(zhì)子在進(jìn)入地球周?chē)目臻g將（ ） A . 豎直向下沿直線射向地面 B . 向東偏轉(zhuǎn) C . 向西偏轉(zhuǎn) D . 向北偏轉(zhuǎn) 8. （2分） 如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)E的方向豎直向下，勻強(qiáng)磁場(chǎng)B的方向垂直紙面向里，讓三個(gè)帶有等量同種電荷的油滴M、N、P進(jìn)入該區(qū)域中，M進(jìn)入后能向左做勻速運(yùn)動(dòng)，N進(jìn)入后能在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，P進(jìn)入后能向右做勻速運(yùn)動(dòng)，不計(jì)空氣阻力，則三個(gè)油滴的質(zhì)量關(guān)系是（ ） A . mＭ＞mＮ＞mＰ　　 B . mＰ＞mＮ＞mＭ C . mＮ＜mＭ＝mＰ　　 D . mＮ＞mＭ＝mＰ 9. （2分） (2017高二上乾安期末) 下列說(shuō)法正確的是（ ） A . 若一小段通電導(dǎo)線在某處不受磁場(chǎng)力作用，則該處磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零 B . 由B= 可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與放在該處的小段通電導(dǎo)線IL的乘積成反比 C . 由E=n 可知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通量的變化率成正比 D . 穿過(guò)閉合回路中的磁通量均勻增加時(shí)，回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也均勻增加 10. （3分） (2019廣州模擬) 如圖1所示，光滑的平行豎直金屬導(dǎo)軌AB、CD相距L，在A、C之間接一個(gè)阻值為R的電阻，在兩導(dǎo)軌間abcd矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面豎直向上、寬為5d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，一質(zhì)量為m、電阻為r、長(zhǎng)度也剛好為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒放在磁場(chǎng)下邊界ab上（與ab邊重合），．現(xiàn)用一個(gè)豎直向上的力F拉導(dǎo)體棒，使它由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，已知導(dǎo)體棒離開(kāi)磁場(chǎng)前已開(kāi)始做勻速直線運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終垂直且保持良好接觸，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，F(xiàn)隨導(dǎo)體棒與初始位置的距離x變化的情況如圖2所示，下列判斷正確的是（ ） A . 導(dǎo)體棒經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中，通過(guò)電阻R的電荷量為 B . 導(dǎo)體棒離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)速度大小為 C . 離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)導(dǎo)體棒兩端電壓為 D . 導(dǎo)體棒經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中，電阻R產(chǎn)生焦耳熱為 11. （3分） (2018高二上懷仁月考) 用如圖所示的回旋加速器來(lái)加速質(zhì)子，為了使質(zhì)子獲得的最大動(dòng)能增加為原來(lái)的4倍，可采用下列哪幾種方法（ ） A . 將其磁感應(yīng)強(qiáng)度增大為原來(lái)的2倍 B . 將其磁感應(yīng)強(qiáng)度增大為原來(lái)的4倍 C . 將D形金屬盒的半徑增大為原來(lái)的2倍 D . 將兩D形金屬盒間的加速電壓增大為原來(lái)的4倍 12. （3分） (2017高二下貴陽(yáng)開(kāi)學(xué)考) 一根通有電流I的直銅棒用軟導(dǎo)線掛在如圖所示勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，此時(shí)懸線中的張力大于零而小于銅棒的重力．欲使懸線中張力為零，可采用的方法有（ ） A . 適當(dāng)增大電流，方向不變 B . 適當(dāng)減小電流，并使它反向 C . 電流大小、方向不變，適當(dāng)增強(qiáng)磁場(chǎng) D . 使原電流反向，并適當(dāng)減弱磁場(chǎng) 13. （3分） (2017高二上鹽城期末) 勞倫斯和利文斯設(shè)計(jì)出回旋加速器，工作原理示意圖如圖所示．置于高真空中的D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過(guò)的時(shí)間可忽略．磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與盒面垂直，高頻交流電頻率為f，加速電壓為U．若A處粒子源產(chǎn)生的質(zhì)子質(zhì)量為m、電荷量為+q，在加速器中被加速，且加速過(guò)程中不考慮相對(duì)論效應(yīng)和重力的影響．則下列說(shuō)法正確的是（ ） A . 質(zhì)子被加速后的最大速度不可能超過(guò)2πRf B . 質(zhì)子離開(kāi)回旋加速器時(shí)的最大動(dòng)能與加速電壓U成正比 C . 質(zhì)子第2次和第1次經(jīng)過(guò)兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比為 ：1 D . 不改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B和交流電頻率f，該回旋加速器的最大動(dòng)能不變 二、 解答題 (共3題；共45分) 14. （20分） (2019高二下北京期中) 如圖所示，空間存在一有邊界的條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向與豎直平面（紙面）垂直，磁場(chǎng)邊界的間距為L(zhǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一個(gè)質(zhì)量為m、匝數(shù)為N、邊長(zhǎng)也為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)線框沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，線框所在平面始終與磁場(chǎng)方向垂直，且線框上、下邊始終與磁場(chǎng)的邊界平行，導(dǎo)線框總電阻為R。t=0時(shí)刻導(dǎo)線框的上邊恰好與磁場(chǎng)的下邊界重合（圖中位置I），導(dǎo)線框的速度為v0。經(jīng)歷一段時(shí)間后，當(dāng)導(dǎo)線框的下邊恰好與磁場(chǎng)的上邊界重合時(shí)（圖中位置II），導(dǎo)線框的速度剛好為零。 （1） 求導(dǎo)線框在位置I時(shí)的加速度大小； （2） 求從位置I到位置II的過(guò)程中，導(dǎo)線框中的焦耳熱； （3） 定性畫(huà)出導(dǎo)線框從位置I到再次回到位置I時(shí)速度隨時(shí)間變化圖象； （4） 上升階段和下降階段導(dǎo)線框克服安培力做功分別為W1和W2，試判斷W1與W2的大小關(guān)系，并簡(jiǎn)述判斷依據(jù)。 15. （15分） (2019延慶模擬) 核聚變是能源的圣杯，但需要在極高溫度下才能實(shí)現(xiàn)，最大難題是沒(méi)有任何容器能夠承受如此高溫。托卡馬克采用磁約束的方式，把高溫條件下高速運(yùn)動(dòng)的離子約束在小范圍內(nèi)巧妙實(shí)現(xiàn)核聚變。相當(dāng)于給反應(yīng)物制作一個(gè)無(wú)形的容器。2018年11月12日我國(guó)宣布“東方超環(huán)”（我國(guó)設(shè)計(jì)的全世界唯一一個(gè)全超導(dǎo)托卡馬克）首次實(shí)現(xiàn)一億度運(yùn)行，令世界震驚，使我國(guó)成為可控核聚變研究的領(lǐng)軍者。 （1） 2018年11月16日，國(guó)際計(jì)量大會(huì)利用玻爾茲曼常量將熱力學(xué)溫度重新定義。玻爾茲曼常量k可以將微觀粒子的平均動(dòng)能與溫度定量聯(lián)系起來(lái)，其關(guān)系式為 ，其中k=1.38064910-23J/K。請(qǐng)你估算溫度為一億度時(shí)微觀粒子的平均動(dòng)能（保留一位有效數(shù)字）。 （2） 假設(shè)質(zhì)量為m、電量為q的微觀粒子，在溫度為T(mén)0時(shí)垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，求粒子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑。 （3） 東方超環(huán)的磁約束原理可簡(jiǎn)化如圖。在兩個(gè)同心圓環(huán)之間有很強(qiáng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩圓半徑分別為r1、r2，環(huán)狀勻強(qiáng)磁場(chǎng)圍成中空區(qū)域，中空區(qū)域內(nèi)的帶電粒子只要速度不是很大都不會(huì)穿出磁場(chǎng)的外邊緣，而被約束在該區(qū)域內(nèi)。已知帶電粒子質(zhì)量為m、電量為q、速度為v，速度方向如圖所示。要使粒子不從大圓中射出，求環(huán)中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度最小值。 16. （10分） (2017高二上哈密期末) 在相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一傾角為θ、足夠長(zhǎng)的光滑絕緣斜面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于紙面向外，電場(chǎng)方向豎直向上．有一質(zhì)量為m，帶電荷量為+q的小球靜止在斜面頂端，這時(shí)小球?qū)π泵娴恼龎毫η『脼榱悖鐖D所示，若迅速把電場(chǎng)方向反轉(zhuǎn)為豎直向下，重力加速度為g，求： （1） 小球能在斜面上滑行多遠(yuǎn)？ （2） 小球在斜面上滑行時(shí)間是多少？ 第 10 頁(yè) 共 10 頁(yè) 參考答案 一、 選擇題 (共13題；共30分) 1-1、 2-1、 3-1、 4-1、 5-1、 6-1、 7-1、 8-1、 9-1、 10-1、 11-1、 12-1、 13-1、 二、 解答題 (共3題；共45分) 14-1、 14-2、 14-3、 14-4、 15-1、 15-2、 15-3、 16-1、 16-2、