2011-2012學(xué)年高三物理上學(xué)期單元測試（9）大綱人教版

1 高三上學(xué)期物理單元測試 高三上學(xué)期物理單元測試 9 9 原人教版原人教版 磁磁 場場 本試卷分第 卷 選擇題 和第 卷 非選擇題 兩部分 共 100 分考試用時(shí) 90 分鐘 第 卷 選擇題 共 40 分 一 本題共 10 小題 每小題 4 分 共 40 分 在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中 有的小題只有一 個(gè)選項(xiàng)正確 有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確 全部選對的得 4 分 選不全的得 2 分 有選錯(cuò) 或不答的得 0 分 1 下列說法中正確的是 A 條形磁鐵具有兩個(gè)磁極 而直線電流的磁場沒有磁極 因此二者的磁場具有完全不 同的性質(zhì) B 沿著磁感線的方向磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減小 C 由于勻強(qiáng)磁場中各處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和方向處處相同 因此放在勻強(qiáng)磁場中各處 的通電導(dǎo)線 受力大小和方向也處處相同 D 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向跟放在磁場中的通電導(dǎo)線受力的大小和方向無關(guān) 2 實(shí)驗(yàn)表明 磁體能吸引 1 元硬幣 對這種現(xiàn)象解釋正確的是 A 硬幣一定是鐵做的 因?yàn)榇朋w能吸引鐵 B 硬幣一定是鋁做的 因?yàn)榇朋w能吸引鋁 C 磁體的磁性越強(qiáng) 能吸引的物質(zhì)種類越多 D 硬幣中含有磁性材料 磁化后能被吸引 3 磁極與電流之間以及電流與電流之間都能產(chǎn)生力的作用 下列有關(guān)說法中正確的是 A 磁極與電流間的相互作用是磁極的磁場和電流的電場產(chǎn)生的 B 磁極與電流間的相互作用是通過磁場產(chǎn)生的 C 電流與電流間的相互作用是通過電場產(chǎn)生的 D 電流與電流間的相互作用是通過磁場產(chǎn)生的 4 如圖所示 a b兩根垂直紙面的直導(dǎo)線通有等值的電流 兩導(dǎo)線旁有一點(diǎn)P P點(diǎn)到 a b距離相等 關(guān)于P點(diǎn)的磁場方向 以下判斷正確的是 A a中電流方向向紙外 b中電流方向向紙里 則P點(diǎn)的磁場方向向右 B a中電流方向向紙外 b中電流方向向紙里 則P點(diǎn)的磁場方向向左 C a中電流方向向紙里 b中電流方向向紙外 則P點(diǎn)的磁場方向向右 D a中電流方向向紙里 b中電流方向向紙外 則P點(diǎn)的磁場方向向左 5 如圖所示 MN是一條水平放置的固定長直導(dǎo)線 P是一個(gè)通有電流I2的與MN共面的金 屬環(huán) 可以自由移動(dòng) 長直導(dǎo)線與金屬圓環(huán)均包有絕緣漆皮 當(dāng)MN中通上圖示方向的電 2 a b c E 流I1時(shí) 金屬環(huán)P在磁場力作用下將 A 沿紙面向上運(yùn)動(dòng) B 沿紙面向下運(yùn)動(dòng) C 水平向左運(yùn)動(dòng) D 由于長直導(dǎo)線包有絕緣漆皮 其磁場被屏蔽 金屬環(huán)P將靜止不動(dòng) 6 某空間存在著如圖所示的垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場 磁感應(yīng)強(qiáng)度B 1T 圖中豎直虛線是 磁場的左邊界 當(dāng)質(zhì)量為m 2 0 10 6kg 帶電荷量為q 1 0 10 6C 的物塊 A 可以看 成質(zhì)點(diǎn) 沿光滑絕緣水平面 以v0 20m s 的速度垂直進(jìn)入磁場后 下列說法中正確的是 重力加速度g取 10m s2 A 物塊A進(jìn)入磁場后運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不會(huì)改變 B 物塊A進(jìn)入磁場后對水平面的壓力增大 C 物塊A進(jìn)入磁場后將離開水平面做曲線運(yùn)動(dòng) D 物塊A進(jìn)入磁場后做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 7 如圖所示 空間的某一區(qū)域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 如果將磁場撤去 其他條 件不變 則粒子從B點(diǎn)離開場區(qū) 如果將電場撤去 其他條件不變 則這個(gè)粒子從D點(diǎn) 離開場區(qū) 已知BC CD 設(shè)粒子在上述三種情況下 從A到B 從A到C和從A到D所用 的時(shí)間分別是t1 t2和t3 離開三點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別是 粒子重力忽略不 1k E 2k E 3k E 計(jì) 以下關(guān)系正確的是 A t1 t2 t3 B t1 1k E 2k E 3k E D 1k E 2k E 3k E 8 如圖所示 勻強(qiáng)電場E方向豎直向下 水平勻強(qiáng)磁場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 出 以下說法正確的是 A a的質(zhì)量最大 c的質(zhì)量最小 b c都沿逆 時(shí)針方向運(yùn)動(dòng) B b的質(zhì)量最大 a的質(zhì)量最小 b c都沿順 時(shí)針方向運(yùn)動(dòng) C 三個(gè)油滴質(zhì)量相等 b沿順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng) c 沿逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng) D 三個(gè)油滴質(zhì)量相等 b c都沿順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng) 9 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 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 3 A 磁場方向垂直紙面向里 磁感應(yīng)強(qiáng)度B的 大小為 ed mv2 B 磁場方向垂直紙面向外 磁感應(yīng)強(qiáng)度B的 大小為 ed mv 2 C 在熒光屏上能觀察到的亮斑區(qū)的長度為 2d D 在熒光屏上能觀察到的亮斑區(qū)的長度為 4d 10 如圖甲是用來加速帶電粒子的回旋加速器的示意圖 其核心部分是兩個(gè) D 型金屬盒 在 加速帶電粒子時(shí) 兩金屬盒置于勻強(qiáng)磁場中 兩盒分別與高頻電源相連 帶電粒子在磁 場中運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能Ek隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示 忽略帶電粒子在電場中的加速時(shí)間 則下列判斷正確的是 A 在Ek t圖中應(yīng)有 122334 tttttt B 高頻電源的變化周期應(yīng)該等于 1 nn tt C 粒子加速次數(shù)越多 粒子最大動(dòng)能一定越大 D 要想粒子獲得的最大動(dòng)能越大 可增加 D 型 盒的面積 第 卷 非選擇題 共 60 分 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 11 6 分 如圖所示是演示 磁場對帶電粒子的作用力 的實(shí)驗(yàn)裝置圖 電子射線管 A 為其陰極 水平放置在蹄形磁軼的 N S 極之間 紙面外是磁鐵 的 N 極 當(dāng)射線管的AB兩極分別接在直流高壓電源的 極 填 正 或 負(fù) 和 極 填 正 或 負(fù) 時(shí)可以看到熒光屏上的電子束運(yùn)動(dòng)徑跡 偏轉(zhuǎn) 填 向上 向下 不 12 6 分 質(zhì)譜儀是一種測定帶電粒子質(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)用 如圖所示是質(zhì)譜儀工作原理簡圖 電容器兩極板相距為d 兩端電壓為U 板間 勻強(qiáng)磁場磁感應(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 沿直線穿過電容器后進(jìn)入另一勻強(qiáng)磁場B2 結(jié)果分別打 在a b兩點(diǎn) 測得兩點(diǎn)間的距離為 由此可知 打在兩點(diǎn)的粒R 子質(zhì)量差為 粒子重力不計(jì) m 三 本題共 4 小題 滿分 48 分 解答應(yīng)寫出必要的文字說明 方程式和重要演算步驟 只 寫出最后答案的不能得分 有數(shù)值計(jì)算的題 答案中必須明確寫出數(shù)值和單位 13 10 分 如圖所示 在直角坐標(biāo)系的 y 0 空xOy 間 甲 乙 4 內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B 許多質(zhì)量為m的帶電粒子 以 相同的速率沿位于紙面內(nèi)的各個(gè)方向 由O點(diǎn)射入磁場區(qū)域 不計(jì)重力 不計(jì)粒子間v 的相互影響 圖中曲線表示帶電粒子可能經(jīng)過的區(qū)域邊界 其中邊界與y軸交點(diǎn)P的坐 標(biāo)為 0 邊界與x軸交點(diǎn)為Q 求 a 1 試判斷粒子帶正電荷還是負(fù)電荷 2 粒子所帶的電荷量 3 Q點(diǎn)的坐標(biāo) 14 10 分 如圖所示 MN PQ為平行光滑導(dǎo)軌 其電阻忽略不計(jì) 與地面成 30 角固 定 N Q間接一電阻R 1 0 M P端與電池組和開關(guān)組成回路 電動(dòng)勢E 6V 內(nèi)阻 r 1 0 導(dǎo)軌區(qū)域加有與兩導(dǎo)軌所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場 現(xiàn)將一條質(zhì)量m 40g 電阻 R 1 0 的金屬導(dǎo)線置于導(dǎo)軌上 并保持導(dǎo)線ab水平 已知導(dǎo)軌間距L 0 1m 當(dāng)開關(guān) S 接通后導(dǎo)線ab恰靜止不動(dòng) 試計(jì)算磁感應(yīng)強(qiáng)度大小 15 14 分 如圖所示 一束極細(xì)的可見光照射到金屬板上的A點(diǎn) 可以從A點(diǎn)向各個(gè)方向 發(fā)射出速率不同的電子 這些電子被稱為光電子 金屬板左側(cè)有一個(gè)方向垂直紙面向里 磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 且面積足夠大的勻強(qiáng)磁場 涂有熒光材料的金屬小球P 半徑忽略不計(jì) 5 置于金屬板上的A點(diǎn)的正上方 A P同在紙面內(nèi) 兩點(diǎn)相距L 從A點(diǎn)發(fā)出的光電子 在磁場中偏轉(zhuǎn)后 有的能夠打在小球上并使小球發(fā)出熒光 現(xiàn)已測定 有一個(gè)垂直磁場 方向 與金屬板成 30 角射出的光電子擊中了小球 求這一光電子從金屬板發(fā)出時(shí)的 速率v和它在磁場中運(yùn)動(dòng)的可能時(shí)間t 已知光電子的比荷為e m 16 14 分 如圖所示的坐標(biāo)系 在y軸左側(cè)有垂直紙面 磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場 在 x L處 有一個(gè)與x軸垂直放置的屏 y軸與屏之間有與 y 軸平行的勻強(qiáng)電場 在坐標(biāo)原 點(diǎn)O處同時(shí)釋放兩個(gè)均帶正電荷的粒子A和B 粒子A的速度方向沿著x軸負(fù)方向 粒子 B的速度方向沿著x軸正方向 已知粒子A的質(zhì)量為m 帶電量為q 粒子B的質(zhì)量是 n1m 帶電量為n2q 釋放瞬間兩個(gè)粒子的速率滿足關(guān)系式 若已測得粒子 BA mvnmv 1 A在磁場中運(yùn)動(dòng)的半徑為r 粒子B擊中屏的位置到x軸的距離也等于r 粒子A和粒子 B的重力均不計(jì) 1 試在圖中畫出粒子A和粒子B的運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖 2 求 粒子A和粒子B打在屏上的位置之間的距離 參考答案 1 D 解析 不管是條形磁鐵還是直線電流 它們的磁場都具有相同的性質(zhì) A 錯(cuò) 磁感線 的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小無關(guān) B 錯(cuò) 通電導(dǎo)線受力的大小和方向與其在勻強(qiáng)磁場中的 A P L B 6 放置方向有關(guān) C 錯(cuò) 磁感應(yīng)強(qiáng)度描述磁場的性質(zhì) 與放在磁場中的通電導(dǎo)線受力的大小 和方向無關(guān) D 正確 2 D 解析 一元硬幣為鋼芯鍍鎳 鋼和鎳都是磁性材料 放在磁體的磁場中能夠被磁化獲 得磁性 因而能夠被磁體吸引 3 BD 解析 無論磁極與磁極之間 磁極與電流之間還是電流與電流之間的相互作用都是通 過磁場發(fā)生的 所以選項(xiàng) B 和 D 是正確的 選項(xiàng) A 和 C 是錯(cuò)誤的 4 AD 解析 根據(jù)安培定則和矢量合成時(shí)的平行四邊形定則可知 AD 正確 5 B 解析 由安培定則和左手定則可知 金屬環(huán)P受到的磁場力沿金屬環(huán)所在平面向下 故 B 選項(xiàng)正確 絕緣漆皮不會(huì)屏蔽磁場 D 選項(xiàng)錯(cuò)誤 6 A 解析 物塊A進(jìn)入磁場后所受洛倫茲力f qv0B 2 0 10 5N 方向豎直向上 與物塊 A所受重力mg 2 0 10 5N 平衡 故物塊A對水平面的壓力為零 仍以 20m s 的速度勻 速直線運(yùn)動(dòng) A 選項(xiàng)正確 7 AC 解析 當(dāng)電場 磁場同時(shí)存在時(shí) 粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng) 此時(shí)qE qvB 當(dāng)只有電場 時(shí) 粒子從B點(diǎn)射出 做類平拋運(yùn)動(dòng) 由運(yùn)動(dòng)的合成與分解可知 水平方向?yàn)閯蛩僦本€ 運(yùn)動(dòng) 所以 t1 t2 只有磁場時(shí) 粒子在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 速度大小不變 但路程變長 有t2 t3 因此 A 選項(xiàng)正確 粒子從B點(diǎn)射出時(shí) 電場力做功 動(dòng)能變大 故 C 選項(xiàng)正確 8 D 解析 三個(gè)油滴帶等量同種電荷 由a靜止可知帶負(fù)電 電場力等于重力 b c做圓周運(yùn)動(dòng) 電場力也等于重力 故 三者質(zhì)量相等 由左手定則可知b c都沿順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng) 9 BC 解析 粒子帶正電 由左手定則可知 磁場方向垂直紙面向外 粒子的軌道 半徑為d 由得 故 B 正確 亮斑區(qū)的上邊界是沿M板向 d v meBv 2 2 ed mv B 2 上射出的粒子 經(jīng) 1 4 圓弧到達(dá)的a點(diǎn) 亮斑區(qū)的下邊界是垂直M板射出的粒子 經(jīng) 1 4 圓弧軌跡與屏相切的b點(diǎn) 如圖所示 所以亮斑區(qū)的長度為 2d C 選項(xiàng)正確 10 AD 解析 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期與速度大小無關(guān) 因此 在 Ek t圖中應(yīng)有 選項(xiàng) A 正確 帶電粒子在回旋加速器中每運(yùn)行 122334 tttttt 一周加速兩次 高頻電源的變化周期應(yīng)該等于 2 選項(xiàng) B 錯(cuò) 由 1 nn tt 可知 粒子獲得的最大動(dòng)能決定于 D 型盒的半徑 當(dāng)軌道半qBmEqBmvr k 2 徑與 D 型盒半徑相等時(shí)就不能繼續(xù)加速 故選項(xiàng) C 錯(cuò) D 對 11 負(fù) 正 向下 12 U RBqdB 2 21 13 10 分 解析 1 粒子帶正電 3 分 2 粒子進(jìn)入磁場后做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 粒子從O點(diǎn)沿x軸正方向進(jìn)入磁場做圓周運(yùn)動(dòng)的 軌跡恰是邊界的右邊曲線 其圓半徑為 2 分 Bq mva 2 解得粒子帶電荷量q 2 分 aB mv2 a b 7 A P L B 2 R 3 當(dāng)帶電粒子沿y軸方向射入磁場時(shí) 軌跡圓周與x軸的交點(diǎn)即為Q OQ 2R a Q點(diǎn)的坐標(biāo)為 0 3 分 a 14 10 分 解析 導(dǎo)線ab兩端電壓V 2V 2 分 6 5 01 5 0 E rR R U 并 并 導(dǎo)線ab中的電流A 2 分 2 R U I 導(dǎo)線ab受力如圖所示 由平衡條件得 4 分 30sinmgBIL 解得 1T 2 分 IL mg B 30sin 15 14 分 情況一 若光電子的出射方向是沿斜向左下方的方向 如圖 1 所示 由牛頓第二定律得 2 分 R mv evB 2 由幾何關(guān)系得 2 分 sin2 L R 解得 2 分 m eBL v 情況二 若光電子的出射方向是沿著斜向左上方的方向 如圖 2 所示 由圖可知 軌道半徑 sin2 L R 速率仍為 2 分 m eBL v 光電子在磁場中的運(yùn)動(dòng)周期 2 分 eB m T 2 情況一 光電子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 2 分 Tt 6 5 1 eB m 3 5 情況二 光電子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 2 分 Tt 6 1 2 eB m 3 16 14 分 解 1 粒子A在磁場中做半個(gè)圓周的勻速圓周運(yùn)動(dòng)后進(jìn) 入電場做類平拋運(yùn)動(dòng) 設(shè)打在屏上的位置為Q點(diǎn) 粒子B直接在電場中 做類平拋運(yùn)