2018-2019學(xué)年高中物理 第3章 磁場章末測試試題 新人教版選修3-1.doc

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第3章 磁場 一、選擇題（共8小題） 1．關(guān)于地磁場，下列敘述正確的是 A．地球的地磁兩極和地理兩極重合 B．我們用指南針確定方向，指南的一極是指南針的北極 C．地磁的北極與地理的南極重合 D．地磁的北極在地理南極附近 2．如圖所示為某條形磁鐵磁場的部分磁感線。則下列說法正確的是 A．該磁場是勻強磁場 B．a(chǎn)點的磁感應(yīng)強度比b點的磁感應(yīng)強度大 C．a(chǎn)點的磁感應(yīng)強度比b點的磁感應(yīng)強度小 D．a(chǎn)、b兩點的磁場方向相反 3．（2018云南省建水縣高三四校聯(lián)考）四根相互平行的通電長直導(dǎo)線a、b、c、d電流均為I，如圖所示放在正方形的四個頂點上，每根通電直導(dǎo)線單獨存在時，四邊形中心O點的磁感應(yīng)強度都是B，則四根通電導(dǎo)線同時存在時O點的磁感應(yīng)強度的大小和方向為 A．2B，方向向左 B．2B，方向向下 C．2B，方向向右 D．2B，方向向上 4．（2018云南省昭通市高三五校聯(lián)合測試）電磁炮是一種理想的兵器，它的主要原理如圖所示，利用這種裝置可以把質(zhì)量為m=2.0 g的彈體（包括金屬桿EF的質(zhì)量）加速到6 km/s，若這種裝置的軌道寬為d=2 m，長L=100 m，電流I=10 A，軌道摩擦不計且金屬桿EF與軌道始終接觸良好，則下列有關(guān)軌道間所加勻強磁場的磁感應(yīng)強度和磁場力的最大功率結(jié)果正確的是 A．B=18 T，Pm=1.08108 W B．B=0.6 T，Pm=7.2104 W C．B=0.6 T，Pm=3.6106 W D．B=18 T，Pm=2.16106 W 5．實驗室經(jīng)常使用的電流表是磁電式儀表。這種電流表的構(gòu)造如圖甲所示。蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻地輻向分布的。當線圈通以如圖乙所示的電流，下列說法不正確的是 A．線圈轉(zhuǎn)到什么角度，它的平面都跟磁感線平行 B．線圈轉(zhuǎn)動時，螺旋彈簧被扭動阻礙線圈轉(zhuǎn)動 C．當線圈轉(zhuǎn)到圖乙所示的位置時，b端受到的安培力方向向上 D．當線圈轉(zhuǎn)到圖乙所示的位置時，安培力的作用使線圈沿順時針方向轉(zhuǎn)動 6．（2018甘肅重點中學(xué)協(xié)作體高三上學(xué)期第一次聯(lián)考）有兩根長直導(dǎo)線a、b互相平行放置，如圖所示為垂直于導(dǎo)線的截面圖。在圖中所示的平面內(nèi)，O點為兩根導(dǎo)線連線的中點，M、N為兩根導(dǎo)線附近的兩點，它們在兩導(dǎo)線連線的中垂線上，且與O點的距離相等。若兩導(dǎo)線中通有大小相等、方向相同的恒定電流I，則關(guān)于線段MN上各點的磁感應(yīng)強度的說法中正確的是 A．M點和N點的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相同 B．M點和N點的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相反 C．在O點的磁感應(yīng)強度方向水平向右 D．在O點的磁感應(yīng)強度方向水平向左 7．如圖所示，L1和L2為平行虛線，L1上方和L2下方都有垂直紙面向里的磁感應(yīng)強度相同的勻強磁場，A、B兩點都在L2上。帶電粒子從A點以初速度v與L2成30角斜向上射出，經(jīng)偏轉(zhuǎn)后正好過B點，經(jīng)過B點時速度的方向也斜向上，粒子重力不計。下列說法中正確的是 A．帶電粒子經(jīng)過B點時的速度一定與在A點時的速度相同 B．若將帶電粒子在A點時的初速度變大（方向不變），它仍能經(jīng)過B點 C．若將帶電粒子在A點的初速度方向改為與L2成60角斜向上，它也一定經(jīng)過B點 D．粒子一定帶正電荷 8．（2018山東省日照市高三校際聯(lián)考）質(zhì)譜儀是測帶電粒子質(zhì)量和分析同位素的一種儀器，它的工作原理是帶電粒子（不計重力）經(jīng)同一電場加速后，垂直進入同一勻強磁場做圓周運動，然后利用相關(guān)規(guī)律計算出帶電粒子質(zhì)量。其工作原理如圖所示。虛線為某粒子運動軌跡，由圖可知 A．此粒子帶負電 B．下極板S2比上極板S1電勢高 C．若只減小加速電壓U，則半徑r變大 D．若只減小入射粒子的質(zhì)量，則半徑r變小 二、填空題（共2小題） 9．（2018山東省濟南第一中學(xué)高二學(xué)考模擬）電子射線管放在兩個磁極之間，電子束的偏轉(zhuǎn)方向如圖中虛線所示。蹄形磁鐵的A端是____________極。 10．如圖所示，邊長為L的等邊三角形abc為兩個勻強磁場的理想邊界，三角形內(nèi)的磁場方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強度大小為B，三角形外的磁場范圍足夠大，方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強度大小也為B。把一粒子源放在頂點a處，它將沿∠a的角平分線發(fā)射質(zhì)量為m，電荷量為q，初速度為的帶負電粒子（粒子重力不計），帶電粒子第一次到達b點的時間是________，第一次到達c點的時間是____________。 三、計算題（共3小題） 11．如圖所示，直線MN上方為磁感應(yīng)強度為B的足夠大的勻強磁場。一電子（質(zhì)量為m、電荷量為e）以v的速度從點O與MN成30角的方向射入磁場中，求： （1）電子從磁場中射出時距O點多遠？ （2）電子在磁場中運動的時間為多少？ 12．（2018第一次浙江省普通高校招生選考）如圖所示，x軸上方存在垂直紙面向外的勻強磁場，坐標原點處有一正離子源，單位時間在xOy平面內(nèi)發(fā)射n0個速率為υ的離子，分布在y軸兩側(cè)各為θ的范圍內(nèi)。在x軸上放置長度為L的離子收集板，其右端點距坐標原點的距離為2L，當磁感應(yīng)強度為B0時，沿y軸正方向入射的離子，恰好打在收集板的右端點。整個裝置處于真空中，不計重力，不考慮離子間的碰撞，忽略離子間的相互作用。 （1）求離子的比荷； （2）若發(fā)射的離子被收集板全部收集，求θ的最大值； （3）假設(shè)離子到達x軸時沿x軸均勻分布。當θ=37，磁感應(yīng)強度在B0≤B≤3B0的區(qū)間取不同值時，求單位時間內(nèi)收集板收集到的離子數(shù)n與磁感應(yīng)強度B之間的關(guān)系（不計離子在磁場中運動的時間） 13．（2018云南省建水縣高三四校聯(lián)考）如圖，在xOy平面的第一，四象限內(nèi)存在著方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，第四象限內(nèi)存在方向沿–y方向，電場強度為E的勻強電場。從y軸上坐標為a的一點向磁場區(qū)發(fā)射速度大小不等的帶正電同種粒子，速度方向范圍是與+y方向成30~150，且在xOy平面內(nèi)。結(jié)果所有粒子經(jīng)過磁場偏轉(zhuǎn)后都垂直打到x軸上，然后進入第四象限的勻強電場區(qū)。已知帶電粒子電荷量為q，質(zhì)量為m，粒子的重力及粒子間相互作用不計。求： （1）垂直y軸方向射入磁場粒子運動的速度大小v1； （2）求粒子在第Ⅰ象限的磁場中運動的最長時間與最短時間差。； （3）從x軸上x=（–1）a點射人第四象限的粒子穿過電磁場后經(jīng)過y軸上y=–b的點，求該粒子經(jīng)過y=–b點的速度大小。 導(dǎo)線產(chǎn)生的B方向ca，大小為B，則根據(jù)平行四邊形定則進行合成可知，所以四根導(dǎo)線同時存在時的磁感應(yīng)強度大小為2B，方向水平向左。故選A。 【名師點睛】此題考查安培定則以及磁場的疊加問題；關(guān)鍵是能用右手定則判斷磁場的方向，磁感應(yīng)強度是矢量，疊加時滿足平行四邊形法則。 4．D【解析】通電金屬桿在磁場中受安培力的作用而對彈體加速，由功能關(guān)系得BIdL=，代入數(shù)值解得B=18 T；當速度最大時磁場力的功率也最大，即Pm=BIdvm，代入數(shù)值得Pm=2.16106W，故ABC錯誤，D正確。 5．C【解析】均勻輻向磁場的特點是大小相等，方向指向圓心或方向延長線過圓心，線圈到任意位置，其平面與磁感線平行，A正確；線圈轉(zhuǎn)動時，螺旋彈簧被扭動產(chǎn)生彈力，彈力方向與扭動方向相反，阻礙線圈轉(zhuǎn)動，B正確；由左手定則可知a端受安培力向上，b端受安培力向下所以，C錯誤，D正確。 【名師點睛】容易題，掌握均勻輻向磁場的分布特點及電流表的工作原理是解決本題的關(guān)鍵。 6．B【解析】根據(jù)安培定則判斷得知，兩根通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場方向均沿逆時針方向，由于對稱，兩根通電導(dǎo)線在MN兩點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小相等，根據(jù)平行四邊形進行合成得到，M點和N點的磁感應(yīng)強度大小相等，M點磁場向下，N點磁場向上，方向相反。故A錯誤，B正確；O點處，兩導(dǎo)線各自形成的磁感應(yīng)強度大小相等、方向相反，合磁感應(yīng)強度為零，故CD錯誤。故選B。 【名師點睛】本題考查安培定則和平行四邊定則的綜合應(yīng)用，注意矢量的合成法則的應(yīng)用。注意明確導(dǎo)線磁感應(yīng)強度的分布規(guī)律，并明確立體圖的分析方法。 【名師點睛】解答帶電粒子在勻強磁場中勻速圓周運動問題，關(guān)鍵是畫出粒子圓周的軌跡。往往要抓住圓的對稱性。就本題而言，（1）作出粒子的運動軌跡圖，通過幾何關(guān)系求出A、B兩點間的距離。（2）質(zhì)量為m的粒子從某點以初速度v與L2成一定角度射出，經(jīng)過偏轉(zhuǎn)后，第一次以相同方向的速度通過L2的另一點時，兩點間的距離，判斷AB間的距離是否是x的整數(shù)倍，如果是，知粒子能再次通過B點。 【名師點睛】電子射線管中電子從負極射向正極，電子受到洛倫茲力，電子束向下偏轉(zhuǎn)，根據(jù)左手定則判斷可知洛倫茲力方向，進而判斷磁感線方向。 10． 根據(jù)，可知粒子在磁場中運動的半徑為L，據(jù)左手定則可知在三角形區(qū)域內(nèi)粒子轉(zhuǎn)動的圓心角為，第一次經(jīng)過c點，運動時間，三角形外部區(qū)域經(jīng)過，粒子到達b點，運動時間，則第一次到達b點，所用時間。 11．（1） （2） （1）由左手定則可判斷出電子應(yīng)落在ON之間，根據(jù)幾何關(guān)系可解得圓心角為60 根據(jù)evB=m得 r= 則電子出射點距O點的距離等于電子的運動半徑 d=r= （2）電子在磁場中的運動時間應(yīng)為t=T== 12．（1） （2） （3）時， 時，；時，有 （1）洛倫茲力提供向心力，故 ，恰好收集不到粒子時的半徑為R2，有 即，當時 設(shè)，解得 當時，所有粒子都不能打到收集板上， 13．（1） （2） （3） （1）設(shè)速度v粒子與y軸夾角θ，垂直達到x軸上滿足：a=Rsinθ 由牛頓第二定律得：qvB=m 解得： 當θ=90時 有：v1= 速度為： 設(shè)到達y軸速度v，由動能定理得：qEb=mv2–mv02 解得：