高中物理 第三章 磁場(chǎng)章末綜合檢測(cè) 新人教版選修31

1、第三章 磁場(chǎng)章末綜合檢測(cè)一、單項(xiàng)選擇題(本題共6小題，每小題5分，共30分，每小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，把正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi))1關(guān)于磁通量，正確的說(shuō)法有()a磁通量不僅有大小而且有方向，是矢量b在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，a線圈面積比b線圈面積大，則穿過(guò)a線圈的磁通量一定比穿過(guò)b線圈的大c磁通量大，磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定大d把某線圈放在磁場(chǎng)中的m、n兩點(diǎn)，若放在m處的磁通量比在n處的大，則m處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定比n處大解析：磁通量是標(biāo)量，大小與b、s及放置角度均有關(guān)，只有c項(xiàng)說(shuō)法完全正確答案：c2如圖所示，一水平放置的矩形閉合線圈abcd在條形磁體n極附近豎直下落，保持bc邊在紙外，ad邊在紙內(nèi)，由圖中的

2、位置經(jīng)過(guò)位置到位置，且位置和都很靠近位置.在這個(gè)過(guò)程中，線圈中的磁通量()a是增加的b是減少的c先增加，后減少d先減少，后增加解析：要知道線圈在下落過(guò)程中磁通量的變化情況，就必須知道條形磁體的磁極附近磁感線的分布情況線圈位于位置時(shí)，磁通量為零，故線圈中磁通量是先減少，后增加的答案：d3.如圖所示，一根有質(zhì)量的金屬棒mn，兩端用細(xì)軟導(dǎo)線連接后懸于a、b兩點(diǎn)，棒的中部處于方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，棒中通有電流，方向從m流向n，此時(shí)懸線上有拉力為了使拉力等于零，可以()a適當(dāng)減小磁感應(yīng)強(qiáng)度 b使磁場(chǎng)反向c適當(dāng)增大電流 d使電流反向解析：首先對(duì)mn進(jìn)行受力分析，受豎直向下的重力g，受兩根軟導(dǎo)線的

3、豎直向上的拉力和豎直向上的安培力處于平衡時(shí)有2fbilmg，重力mg恒定不變，欲使拉力f減小到0，應(yīng)增大安培力bil，所以可增大磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度b或增加通過(guò)金屬棒中的電流i，或二者同時(shí)增大答案：c4如圖所示，空間存在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)和磁場(chǎng)相互垂直在電磁場(chǎng)區(qū)域中，有一個(gè)豎直放置的光滑絕緣圓環(huán)，環(huán)上套有一個(gè)帶正電的小球o點(diǎn)為圓環(huán)的圓心，a、b、c為圓環(huán)上的三個(gè)點(diǎn)，a點(diǎn)為最高點(diǎn)，c點(diǎn)為最低點(diǎn)，ob沿水平方向已知小球所受電場(chǎng)力與重力大小相等現(xiàn)將小球從環(huán)的頂端a點(diǎn)由靜止釋放下列判斷正確的是() a當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)的弧長(zhǎng)為圓周長(zhǎng)的時(shí)，洛倫茲力最大b當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)的弧長(zhǎng)為圓周長(zhǎng)的時(shí)，洛

4、倫茲力最大c小球從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，重力勢(shì)能減小，電勢(shì)能增大d小球從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)，電勢(shì)能增大，動(dòng)能先增大后減小解析：將電場(chǎng)力與重力合成，合力方向斜向左下方與豎直方向成45°角，把電場(chǎng)與重力場(chǎng)看成一個(gè)等效場(chǎng)，其等效最低點(diǎn)在點(diǎn)b、c之間，小球從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)，動(dòng)能先增大后減小，且在等效最低點(diǎn)的速度和洛倫茲力最大，則a、b兩項(xiàng)錯(cuò)，d項(xiàng)正確；小球從a點(diǎn)到b點(diǎn)，電勢(shì)能減小，則c項(xiàng)錯(cuò)答案：d5如圖所示，在邊長(zhǎng)為2a的正三角形區(qū)域內(nèi)存在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子(重力不計(jì))從ab邊的中點(diǎn)o以速度v進(jìn)入磁場(chǎng)，粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度方向垂直于磁場(chǎng)且與ab邊的夾角為6

5、0°.若要使粒子能從ac邊穿出磁場(chǎng)，則勻強(qiáng)磁場(chǎng)的大小b需滿(mǎn)足()ab bbcb db解析：粒子剛好達(dá)到c點(diǎn)時(shí)，其運(yùn)動(dòng)軌跡與ac相切，則粒子運(yùn)動(dòng)的半徑為r0a.由r得，粒子要能從ac邊射出，粒子運(yùn)動(dòng)的半徑rr0，解得b，選項(xiàng)b正確答案：b6.如圖所示，一個(gè)靜止的質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子(不計(jì)重力)，經(jīng)電壓u加速后垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，粒子打至p點(diǎn)，設(shè)opx，能夠正確反應(yīng)x與u之間的函數(shù)關(guān)系的是() 解析：帶電粒子在電場(chǎng)中做加速運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理有qumv2，帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)有，整理得x2u，故b正確答案：b二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題，每小題6分，共24分

6、，每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題意，把正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi))7(2017·高考全國(guó)卷)如圖，三根相互平行的固定長(zhǎng)直導(dǎo)線l1、l2和l3兩兩等距，均通有電流i，l1中電流方向與l2中的相同，與l3中的相反下列說(shuō)法正確的是()al1所受磁場(chǎng)作用力的方向與l2、l3所在平面垂直bl3所受磁場(chǎng)作用力的方向與l1、l2所在平面垂直cl1、l2和l3單位長(zhǎng)度所受的磁場(chǎng)作用力大小之比為11dl1、l2和l3單位長(zhǎng)度所受的磁場(chǎng)作用力大小之比為1解析：同向電流相互吸引，反向電流相互排斥對(duì)l1受力分析，如圖所示，可知l1所受磁場(chǎng)力的方向與l2、l3所在的平面平行，故a錯(cuò)誤；對(duì)l3受力分析，如圖所示，

7、可知l3所受磁場(chǎng)力的方向與l1、l2所在的平面垂直，故b正確；設(shè)三根導(dǎo)線間兩兩之間的相互作用力為f，則l1、l2受到的磁場(chǎng)力的合力等于f，l3受的磁場(chǎng)力的合力為f，即l1、l2、l3單位長(zhǎng)度受到的磁場(chǎng)力之比為11，故c正確，d錯(cuò)誤答案：bc8一個(gè)不計(jì)重力的帶電粒子以初速度v0垂直于電場(chǎng)方向向右射入勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域，穿出電場(chǎng)后接著又進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域設(shè)電場(chǎng)和磁場(chǎng)區(qū)域有明確的分界線，且分界線與電場(chǎng)方向平行，如下列圖中的虛線所示在選項(xiàng)圖所示的幾種情況下，可能出現(xiàn)的是()解析：a、c選項(xiàng)中粒子在電場(chǎng)中向下偏轉(zhuǎn)，所以粒子帶正電，在進(jìn)入磁場(chǎng)后，a圖中粒子應(yīng)逆時(shí)針轉(zhuǎn)，c圖中粒子應(yīng)順時(shí)針轉(zhuǎn)，a正確，c錯(cuò)誤同理可以判

8、斷，b錯(cuò)誤，d正確答案：ad9電子以垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的速度v，從a點(diǎn)進(jìn)入長(zhǎng)為d、寬為l的磁場(chǎng)區(qū)域，偏轉(zhuǎn)后從b點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)，如圖所示，若磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為b，那么()a電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間tb電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間tc洛倫茲力對(duì)電子做的功是wbev2td電子在b點(diǎn)的速度值也為v解析：由于電子做的是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故運(yùn)動(dòng)時(shí)間t，a錯(cuò)誤，b項(xiàng)正確；由洛倫茲力不做功可得c錯(cuò)誤，d正確答案：bd10為監(jiān)測(cè)某化工廠的污水排放量，技術(shù)人員在該廠的排污管末端安裝了如圖所示的流量計(jì)該裝置由絕緣材料制成，長(zhǎng)、寬、高分別為a、b、c，左右兩端開(kāi)口在垂直于上下底面方向加磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在前后兩個(gè)內(nèi)側(cè)面分別固

9、定有金屬板作為電極污水充滿(mǎn)管口中從左向右流經(jīng)該裝置時(shí)，接在m、n兩端間的電壓表將顯示兩極間的電壓u.若用q表示污水流量(單位時(shí)間內(nèi)排出的污水體積)，下列說(shuō)法中正確的是()an端的電勢(shì)比m端的高b若污水中正負(fù)離子數(shù)相同，則前后表面的電勢(shì)差為零c電壓表的示數(shù)u跟a和b都成正比，跟c無(wú)關(guān)d電壓表的示數(shù)u跟污水的流量q成正比解析：由左手定則可知，不管污水帶何種電荷，都有nm，選項(xiàng)a正確，選項(xiàng)b錯(cuò)誤當(dāng)電荷受力平衡時(shí)有qvbq，v，流量qsv，選項(xiàng)c錯(cuò)誤，選項(xiàng)d正確答案：ad三、非選擇題(本題共3小題，共46分，解答時(shí)應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)11.(15分)如圖所示

10、，兩根平行金屬導(dǎo)軌m、n，電阻不計(jì)，相距0.2 m，上邊沿導(dǎo)軌垂直方向放一個(gè)質(zhì)量為m 5 ×102kg的金屬棒ab，ab的電阻為0.5 .兩金屬導(dǎo)軌一端通過(guò)電阻r和電源相連，電阻r2 ，電源電動(dòng)勢(shì)e6 v，電源內(nèi)阻r0.5 .如果在裝置所在的區(qū)域加一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，使ab對(duì)導(dǎo)軌的壓力恰好是零，并使ab處于靜止?fàn)顟B(tài)，(導(dǎo)軌光滑，g取10 m/s2)求所加磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向解析：因ab對(duì)導(dǎo)軌壓力恰好是零且處于靜止?fàn)顟B(tài)，ab所受安培力方向一定豎直向上且大小等于重力，由左手定則可以判定b的方向應(yīng)為水平向右ab中的電流i a2 a，filbmg，b t1.25 t.答案：1.25 t水平向

11、右12.(15分)(2017·高考全國(guó)卷)如圖，空間存在方向垂直于紙面(xoy平面)向里的磁場(chǎng)在x0區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為b0；x0區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為b0(常數(shù)1)一質(zhì)量為m、電荷量為q(q0)的帶電粒子以速度v0從坐標(biāo)原點(diǎn)o沿x軸正向射入磁場(chǎng)，此時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)粒子的速度方向再次沿x軸正向時(shí)，求：(不計(jì)重力)(1)粒子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；(2)粒子與o點(diǎn)間的距離解析：(1)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由洛倫茲力提供，設(shè)在x0區(qū)域，圓周半徑為r1；設(shè)在x0區(qū)域，圓周半徑為r2.由洛倫茲力公式及牛頓第二定律得qv0b0qv0(b0)粒子速度方向轉(zhuǎn)過(guò)18

12、0°時(shí)，所用時(shí)間t1為t1粒子再轉(zhuǎn)過(guò)180°時(shí)，所用時(shí)間t2為t2聯(lián)立式得，所求時(shí)間t0t1t2(2)由幾何關(guān)系及式得，所求距離為d2(r1r2)答案：(1)(2)13(16分)如圖所示，一帶電微粒質(zhì)量為m2.0×1011kg、 電荷量為q 1.0×105c，從靜止開(kāi)始經(jīng)電壓為u1100 v的電場(chǎng)加速后，從兩平行金屬板的中間水平進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，微粒從金屬板邊緣射出電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角30°，并接著進(jìn)入一個(gè)方向垂直紙面向里、寬度為d34.6 cm的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域微粒重力忽略不計(jì)求：(1)帶電微粒進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速率v1；(2)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中兩金屬板間的電壓u

13、2；(3)為使帶電微粒不會(huì)由磁場(chǎng)右邊射出，該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度b至少多大？解析：(1)帶電微粒經(jīng)加速電場(chǎng)加速后速率為v1，根據(jù)動(dòng)能定理有u1qmv，v1 1.0×104 m/s.(2)帶電微粒在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中只受電場(chǎng)力作用，設(shè)微粒進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v，則v，解得vv1.由動(dòng)能定理有m(v2v)q，解得u266.7 v.(3)帶電微粒進(jìn)入磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，設(shè)微粒恰好不從磁場(chǎng)右邊射出時(shí)，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r，由幾何關(guān)系知rd，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律qvb，得b0.1 t.若帶電粒子不射出磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度b至少為0.1 t.答案：(1)1.0×104 m/s(2)6