深圳市龍文一對一高中物理選修31《第三章磁場》狀元培優(yōu)單元測試題(人教版附答案)

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1、深圳市龍文一對一 2019-2019 學(xué)年 高中物理選修 3-1 《第三章 磁場》狀元培優(yōu)單元測試題（人教版附答案） 一、選擇題 1、如圖 2 所示， ab 是一個可繞垂直于紙面的軸 O 轉(zhuǎn)動的閉合矩形線框， 當(dāng)滑動變阻器 R 的 滑動片 P 自左向右滑行時，線框?qū)ⅲ?） A. 保持靜止不動 B. 沿逆時針方向轉(zhuǎn)動 C. 沿順時針方向轉(zhuǎn)動 D. 發(fā)生轉(zhuǎn)動，但因電源極性不明，無法確定轉(zhuǎn)動方向 2、一個閉合電路產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢較大，是因為穿過這個閉合電路的 A．磁感應(yīng)強度大 B ．磁通量較大 C ．磁通量的變化較快 D ．磁通量的變化

2、量大 3、如圖甲所示，垂直紙面向里的勻強磁場的區(qū)域?qū)挾葹?2L，磁感應(yīng)強度的大小為 ，一邊長為 L、電阻為 R 的正方 向均勻?qū)Ь€框 ABCD從圖示位置開始沿 x 軸正方向以速度 v 勻速穿過磁場區(qū)域， 在乙圖中給出的線框 C、D 兩端的電壓 與線框移動距離 x 的關(guān)系的圖像正確的是 4、如圖所示，一個帶正電的滑環(huán)套在水平且足夠長的粗糙的絕緣桿上，整個裝置處于方向如圖所示的勻強磁場中， 現(xiàn)給滑環(huán)一個水平向右的瞬時作用力，使其開始運動，則滑環(huán)在桿上的運動情況不可能的是 ( ) A. 始終做勻速運動 B. 始終做減速運動，最后靜

3、止于桿上 C. 先做加速運動，最后做勻速運動 D. 先做減速運動，最后做勻速運動 5、一束幾種不同的正離子，垂直射入有正交的勻強磁場和勻強電場區(qū)域里，離子束保持原運動方向未發(fā)生偏轉(zhuǎn)，接 著進入另一勻強磁場，發(fā)現(xiàn)這些離子分成幾束，如圖所示．對這些正離子，可得出結(jié)論 ( ) A．它們的動 能一定各不相同 B ．它們的電量一定各不相同 C．它們的質(zhì)量一定各不相同 D．它們的比荷一定各不相同 6、如圖，一束負(fù)離子從 S 點沿水平方向射出，在沒有電、磁場時恰好擊中熒光屏上的坐標(biāo)原點 O；若同時加上電場 和磁場后，負(fù)離子束

4、最后打在熒光屏上坐標(biāo)系的第Ⅲ象限中，則所加電場 E 和磁場 B 的方向可能是 ( 不計離子重力及 相互作用力 ) （ ） A． E 向上， B 向上 B． E 向下， B 向下 C． E 向上， B 向下 D ． E 向下， B 向上 7、如圖 4，一匝數(shù)為 N、面積為 S、總電阻為 R的圓形線圈，放在磁感應(yīng)強度為 B 的勻強磁場中，磁場方向垂直于線 圈平面．當(dāng)線圈由原位置翻轉(zhuǎn) 180過程中，通過線圈導(dǎo)線橫截面的電荷量為 A ． B ． C ． D ．

5、 第 1 頁 8、帶電粒子 a、 b 在同一勻強磁場中做勻速圓周運動，他們的動量大小相等， a 運動的半徑大于 b 運 動的半徑。若 a、 b 的電荷量分別為 qa、 qb，質(zhì)量分別為 ma、 mb, 周期分別為 Ta、 Tb。則一定有 A． B． C． D． 9、圖示是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖，帶電粒子被加速電場加速后，進入速度選擇器。速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強 磁場和勻強電場的強度分別為 B 和 ，平板 S 上有可讓粒子通過的狹縫 P 和記錄粒子位置的膠片 ，平板 S 下方 E

6、 有強度為 的勻強磁場，下列表述錯誤的是： （ ） A、質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具 B 、速度選擇器中的磁場方向垂直紙面向內(nèi) C、能通過狹縫 P 的帶電粒子的速率等于 D、粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫 P，粒子的比荷越大 10、如圖，空間某區(qū)域存在勻強電場和勻強磁場，電場方向豎直向上（與紙面平行），磁場方向垂直于紙面向里，三 個帶正電的微粒 a，b，c 電荷量相等，質(zhì)量分別為 ma，mb，mc，已知在該區(qū)域內(nèi)， a 在紙面內(nèi)做勻速圓周運動， b 在紙 面內(nèi)向右做勻速直線運動，

7、 c 在紙面內(nèi)向左做勻速直線運動。下列選項正確的是 A． B． C． D． 二、填空題 11、磁流體發(fā)電是一項新興技術(shù)，它可以把物體的內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電能。如圖是磁 流體發(fā)電機的裝置： A、 B 組成一對平行電極，兩極間距為 d，內(nèi)有磁感強度為 B 的 勻強磁場，現(xiàn)持續(xù)將一束等離子體 ( 即高溫下電離的氣體，含有大量帶正電和帶負(fù)電 的帶電粒子，而整體呈中性 ) 垂直噴射入磁場， 、 B 兩板間便產(chǎn)生電壓。 、 B 板哪 A A 一個是發(fā)電機的正極 ________

8、 每個離子的速度為 v，電量大小為 q，穩(wěn)定時， 磁流體發(fā)電機的電 動勢 ＝ ________ E 12、如圖所示為一磁流體發(fā)電機示意圖， A、 B 是平行正對的金屬板，等離子體（電離的氣體， 由自由電子和陽離子構(gòu)成，整體呈電中性）從左側(cè)進入，在 t 時間內(nèi)有 n 個自由電子落在 B 板 上（電子電量為 ），則 R 中的電流大小為 ________ 方向為 _________ e 13、如圖所示，三塊完全相同的磁

9、鐵套在固定于水平面的光滑豎直桿上。 相鄰磁鐵間同名磁極相對。 平衡后 AB都懸浮在空中， 則此時磁鐵間的距離滿足 1 2（選填 “＞” 、“＜” 或“ =”）。 h h 用手緩慢下壓 A 磁鐵，忽略 AC之間的作用，則磁鐵之間因為相互作用力而產(chǎn)生的勢能 將 （選填“增大”、“減小”或“不變”）。 14、如圖所示直線 MN上方有磁感應(yīng)強度為 B 的勻強磁場，方向垂直紙面向外，正、負(fù)電子同時從同 一點 O以與 MN成 30角的同樣速度 v 射入磁場（電子質(zhì)量為 m，電荷量為

10、e）， 它們 從磁場中射出時相距 ___________ ；射出的時間差是 __________ 第 2 頁 15、如圖 A-6 所示，導(dǎo)體框架有一勻強磁場垂直穿過，磁感應(yīng)強度 B=0.2T ，電阻 R 1 =R 2 =1 Ω ，可動導(dǎo)體的電阻為 0.5 Ω ，導(dǎo)體框的電阻不計， AB 長度為 0.5m ，當(dāng) AB 以 10m/s 的速度勻速移動的過程中， AB 兩端的電壓 U AB =______V ，所需外力的大小 F=______N ，外力的功率 PF=______W 三、多項選擇

11、 16、關(guān)于磁場中的通電導(dǎo)線和運動電荷的有關(guān)說法中正確的是 ( ) A．磁場對通電導(dǎo)線的作用力方向一定與磁場方向垂直 B ．通電導(dǎo)線在磁場中一定會受到安培力的作用 C．帶電粒子在磁場中也可能做勻速直線運動 D ．在磁場中運動的帶電粒子，其動能一定不變，而速度一定變化 17、帶電小球以一定的初速度 v0 豎直向上拋出，能夠達到的最大高度為 h1；若加上水平方向的勻強磁場，且保持初 速度仍為 v0，小球上升的最大高度為 h2；若加上水平方向的勻強電場， 且保持初速度仍為 v0 ，小球上升的最大高度為 h

12、 ，若加上豎直向上的勻強電場，且保持初速度仍為 v ，小球上 3 0 升的最大高度為 h4，如圖所示．不計空氣阻力，則（ ） A．一定有 h =h 3 B ． 一定有 h ＜ h 4 1 1 C． h 與 h 無法比較 D ． h 1 與 h 無法比較 2 4

13、 2 18、【內(nèi)蒙古杭錦后旗奮斗中學(xué) 2019 屆高三上學(xué)期入學(xué)摸底考試?yán)砜凭C合】（多選）如圖所示，直角三角形 ABC區(qū) 域中存在一勻強磁場，比荷相同的兩個粒子（不計重力）沿 方向射入磁場，分別從 邊上的 、 Q 兩點射出， AB AC P 則： （ ） A．從 P 點射出的粒子速度大 B ．從 Q點射出的粒子向心力加速度大

14、 C．從 P 點射出的粒子角速度大 D ．兩個粒子在磁場中運動的時間一樣長 19、 ( 多選 )(2019 廈門一模 ) 如圖所示 , 勻強磁場的邊界為直角三角形 , ∠ EGF= 30 , 已知磁感應(yīng)強度為 B, 方向垂直紙面向里 ,F 處有一粒子源 , 沿 FG方向發(fā)射出大量帶正電荷 q 的同種粒子 , 粒子質(zhì) 量為 m,粒子的初速度 v0 大小可調(diào) , 則下列說法正確的是 ( ) A. 若粒子能到達 EG邊界 , 則粒子速度越

15、大 , 從 F 運動到 EG邊的時間越長 B. 無論 v0 取何值 , 粒子都無法到達 E 點 C. 能到達 EF 邊界的所有粒子所用的時間均等 D. 粒子從 F 運動到 EG邊所用的最長時間為 20、( 多選 )(2019 黃山二模 ) 如圖所示 , 通電直導(dǎo)線 ab 質(zhì)量為 m、水平地放置在兩根傾角均為 θ 的光滑絕緣導(dǎo)體軌道 上 , 通以圖示方向的電流 , 電流強度為 E, 兩導(dǎo)軌之間距離為 l , 要使導(dǎo)線 ab 靜止在導(dǎo)軌上 , 則關(guān)于所加勻強磁場方向 ( 從 b 向 a 看 ) 、大小的判

16、斷正確的是 ( ) A. 磁場方向豎直向上 , 磁感應(yīng)強度大小為 B. 磁場方向豎直向下 , 磁感應(yīng)強度大小為 第 3 頁 C. 磁場方向水平向右 , 磁感應(yīng)強度大小為 D. 磁場方向垂直斜面向上時 , 磁感應(yīng)強度有最小值 四、計算題 21、如圖所示，半徑為 的圓形區(qū)域內(nèi)存在著垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為 ?，F(xiàn)有一帶電離子（不計 重力）從 A 以速度 沿圓形區(qū)域的直徑射入磁場，已知離子從 A 點入射

17、到 C點射出磁場時速 度方向改變了 60o （ 1）該離子帶何種電荷； （ 2）求該離子的電荷量與質(zhì)量之比 22、如圖所示，水平放置的兩塊帶金屬極板 a、b 平行正對 . 極板長度為 l , 板間距為 d , 板間存在著方向堅直向下、 場強大小為 E 的勻強電場和垂直于紙面向里的勻強磁場 . 假設(shè)電場、 磁場只顧在于兩板間 . 一質(zhì)量為 m 、電荷量為 q 的粒子，以水平速度 v 0 從兩極板的左端正中央沿垂直于電場、磁場的方向入極板間，恰好做做勻速直線運動 . 不計 重力及空氣阻力 . （ 1）求勻強磁場感應(yīng)強度B 的大

18、??； （ 2）若撤去磁場，粒子能從極板間射出，求粒子穿過電場時沿電場方向移動的距離； （ 3）若撤去磁場，并使電場強度變?yōu)樵瓉淼?2 倍，粒子將打在下極板上，求粒子到達下極板時動能的大小 . 23、【江西省宜川市宜春中學(xué)、樟樹中學(xué)、高安中學(xué)等五校 2019 屆高三 7 月聯(lián)考物理試卷】（ 12 分）如圖所示，坐 標(biāo)平面第 1 象限內(nèi)存在大小為 、方向水平向左的勻強電場， 在第 II 象限內(nèi)存在方向垂直紙面向里 的勻強磁場。質(zhì)荷比 的帶正電的粒子，以初 速度 從 x 軸上的 A 點垂直 x 軸射入電場，

19、OA=0.15 m ，不計粒子的重力。 (1) 求粒子經(jīng)過 y 軸時的位置到原點 O的距離： (2) 若要使粒子不能進入第三象限，求磁感應(yīng)強度 B 的取值范圍 ( 不考慮粒子第二次進入電場后的運動情況 ) 。 參考答案 一、選擇題 1、C 2、C 3、 D 4、 C 5、解析：在電磁場中， 正離子受到的洛倫茲力 F 洛與電場力 F 電相等，從而做直線運動，有 Eq＝ qvB1 ， v＝ ，即所有正離子速度都相同，當(dāng)正離子進入磁場 B2 中時， r ＝ ，正離子分成幾束，則 r 不同，比荷一定各不

20、相同， D 正確．答案： D 6、【答案】 A 【解析】由題意及可知，電子在電場中受力應(yīng)向下，故電場方向應(yīng)向上；而粒子在磁場作用下向 左偏轉(zhuǎn)，故說明洛侖茲力向左，由左手定則可知， B 應(yīng)向上。故選 A ?！究键c】帶電粒子在混合場中的運動 第 4 頁 7、B 8、A 根據(jù)洛倫茲力提供向心力可以得到離子的運動半徑為 ,離子的動量相等， 且在同一個磁場中， a 運動的半徑大于 b 運動的半徑，所以 a 的電量小于 b 的電量， A 正確， BCD 錯誤 9、 B 【解析】 10、B【解析】由題意知， mag=qE ，mbg=qE+Bqv ，mc

21、g+Bqv=qE ，所以 ，故 B 正確； ACD 錯誤。 【考點定位】帶電粒子在復(fù)合場中的運動【名師點睛】三種場力同時存在，做勻速圓周運動的條件是 mag=qE， 兩個勻速直線運動，合外力為零，重點是洛倫茲力的方向判斷。 二、填空題 11、 _B 板 ； ___Bdv 12、I= 從上向下 13、 ＞ 增大 14、 15、 0.5V; 0.1N; 1W 三、多項選擇 16、 AC 17、 AC 18、 BD 19、B

22、、C。當(dāng)粒子的軌跡與 EG邊界相切時 , 粒子恰好到達 EG邊界 , 如圖所示。 若粒子速度大于這個速度 , 則從 EG邊界 射出 , 根據(jù) r= 可得粒子運動半徑增大 , 軌跡所對圓心角減小 , 根據(jù) t= T(T= , 大小與速度無關(guān) , 是一個定值 ) 可 得運動時間越短 , 若速度小于這個速度 , 則從 EF 邊界射出 , 所以無論 v0 取何值 , 粒子都無法到達 E 點 ,A 錯誤 B 正確 ; 若 粒子能到達 EF邊界 , 則其軌跡所對的圓心角都為 180 , 根據(jù) t= T 可得所用時間相同 ,C 正確 ; 當(dāng)粒子的軌跡

23、與 EG邊 界相切時 , 粒子恰好到達 EG邊界 , 所對應(yīng)的圓心角最大為 150 , 所用時間最長 , 此時 t= T=,D 錯誤。 20、 A、 D。磁場方向豎直向上 , 受力如圖甲所示則有在水平方向上 :F-F Nsin θ =0, 在豎直方向上 :mg-F Ncos θ =0, 其中 F=BI l , 聯(lián)立可解得 :B= ,A 正確 ; 若磁場方向豎直向下 , 受到的安培力方向水平向左 , 則不可能靜止 ,B 錯誤 ; 若 磁場方向水平向右 , 電流方向和磁場方向平行 , 不受安培力作用 ,C 錯誤 ;

24、 若要求磁感應(yīng)強度最小 , 則一方面應(yīng)使磁場方 向與通電導(dǎo)線垂直 , 另一方面應(yīng)調(diào)整磁場方向使與重力、支持力合力相平衡的安培力最小。 如圖乙 , 由力的矢量三角形法則討論可知 , 當(dāng)安培力方向與支持力垂直時 , 安培力最小 , 對應(yīng)的磁感應(yīng)強度最小 , 設(shè)其值 為 B , 則 :B min I l =mgsin θ, 得 : min 第 5 頁 Bmin = ,D 正確。 四、計算題

25、 21、 22、解析：（ 1）帶電粒子勻速通過場區(qū)時受到的電場力與洛倫茲力平衡， ，解得磁感應(yīng)強度 (2) 電子通過電場區(qū)偏轉(zhuǎn)的距離 (3) 設(shè)粒子運動到下極板時的動能大小為 E k ，根據(jù)動能定理 解得 常規(guī)題型，考查帶電粒子在電、磁場中的運動、速度選擇器等知識點，難度中等 . 23、（ 1） 0.4 m （ 2） B≥ 4 10 － 2 T 【解析】 (2) 粒子經(jīng)過 y 軸時在電場方向的分速度為： vx ＝ at ＝ 1.5 10 7 m/s 粒子經(jīng)過 y 軸時的速度大小為： v＝ ＝ 2.5 10 7 m/s 與 y 軸正方向的夾角為 θ ， θ ＝ arctan ＝ 37 要使粒子不進入第三象限，如圖所示， 此時粒子做勻速圓周運動的軌道半徑為 R，則： R＋ R ≤ y qvB ＝ m 聯(lián)立 解得 B≥ 4 10－ 2 T 第 6 頁