高中物理人教版1第三章磁場(chǎng)學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)24

學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)(二十四)(建議用時(shí)：45分鐘)[學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)]1．關(guān)于電荷所受電場(chǎng)力和洛倫茲力的說(shuō)法中，正確的是()A．電荷在磁場(chǎng)中一定受洛倫茲力作用B．電荷在電場(chǎng)中一定受電場(chǎng)力作用C．電荷所受電場(chǎng)力一定與該處電場(chǎng)方向一致D．電荷所受的洛倫茲力不一定與磁場(chǎng)方向垂直【解析】只有運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)不平行時(shí)，帶電粒子才受到洛倫茲力作用，若電荷靜止或者電荷的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)平行時(shí)，都不受洛倫茲力作用，A錯(cuò)誤．電荷在電場(chǎng)中一定受到電場(chǎng)力作用，B正確．正電荷受到的電場(chǎng)力方向與該處電場(chǎng)方向一致，負(fù)電荷受到的電場(chǎng)力方向與該處電場(chǎng)方向相反，C錯(cuò)誤．電荷所受的洛倫茲力方向一定與磁場(chǎng)方向垂直，也與速度方向垂直，但B與v不一定垂直，D錯(cuò)誤．【答案】B2．(多選)(2023·汕頭高二檢測(cè))如圖3-5-15所示，一只陰極射線管，左側(cè)不斷有電子射出，若在管的正下方放一通電直導(dǎo)線AB時(shí)，發(fā)現(xiàn)射線的徑跡向下偏，則()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：08160162】圖3-5-15A．導(dǎo)線中的電流從A流向BB．導(dǎo)線中的電流從B流向AC．若要使電子束的徑跡向上偏，可以通過(guò)改變AB中的電流方向來(lái)實(shí)現(xiàn)D．電子束的徑跡與AB中的電流方向無(wú)關(guān)【解析】由于AB中通有電流，在陰極射線管中產(chǎn)生磁場(chǎng)，電子受到洛倫茲力的作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)，由左手定則可知，陰極射線管中的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，所以根據(jù)安培定則，AB中的電流方向應(yīng)為從B流向A.當(dāng)AB中的電流方向變?yōu)閺腁流向B，則AB上方的磁場(chǎng)方向變?yōu)榇怪奔埫嫦蛲?，電子所受的洛倫茲力變?yōu)橄蛏希娮邮膹桔E變?yōu)橄蛏掀D(zhuǎn)，所以本題的正確選項(xiàng)應(yīng)為B、C.【答案】BC3．(多選)(2023·曲靖高二檢測(cè))如圖是表示磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B、負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)速度v和磁場(chǎng)對(duì)負(fù)電荷洛倫茲力F的相互關(guān)系圖，這四個(gè)圖中畫(huà)得正確的是(B、v、F兩兩垂直)()【解析】根據(jù)左手定則，使磁感線垂直穿入手心，四指指向v的反方向，從大拇指所指方向可以判斷，A、B、C圖中所標(biāo)洛倫茲力方向正確，D圖中所標(biāo)洛倫茲力方向錯(cuò)誤．【答案】ABC4．如圖3-5-16所示是電視機(jī)顯像管及其偏轉(zhuǎn)線圈的示意圖．電流方向如圖所示，試判斷正對(duì)讀者而來(lái)的電子束將向哪邊偏轉(zhuǎn)()圖3-5-16A．向上 B．向下C．向左 D．向右【解析】由安培定則判斷可知，O點(diǎn)磁場(chǎng)方向向下，再根據(jù)左手定則判斷可知，電子在該處受到向左的洛倫茲力，偏轉(zhuǎn)方向向左，選項(xiàng)C正確．【答案】C5．(2023·西安高二檢測(cè))每時(shí)每刻都有大量帶電的宇宙射線向地球射來(lái)，幸好地球磁場(chǎng)可以有效地改變這些宇宙射線中大多數(shù)射線粒子的運(yùn)動(dòng)方向，使它們不能到達(dá)地面，這對(duì)地球上的生命有十分重要的意義．假設(shè)有一個(gè)帶正電的宇宙射線粒子垂直于地面向赤道射來(lái)(如圖3-5-17，地球由西向東轉(zhuǎn)，虛線表示地球自轉(zhuǎn)軸，上方為地理北極)，在地球磁場(chǎng)的作用下，它將向什么方向偏轉(zhuǎn)？()圖3-5-17A．向東 B．向南C．向西 D．向北【解析】地球的磁場(chǎng)由南向北，當(dāng)帶正電的宇宙射線粒子垂直于地面向赤道射來(lái)時(shí)，根據(jù)左手定則可以判斷粒子的受力方向?yàn)橄驏|，所以粒子將向東偏轉(zhuǎn)，所以A正確．【答案】A6．目前世界上正研究的一種新型發(fā)電機(jī)叫磁流體發(fā)電機(jī)，如圖3-5-18所示表示它的發(fā)電原理：將一束等離子體(即高溫下電離的氣體，含有大量帶正電和負(fù)電的粒子，而從整體來(lái)說(shuō)呈中性)沿圖中所示方向(從左方)噴射入磁場(chǎng)，磁場(chǎng)中有兩塊金屬板A、B，這時(shí)金屬板上就聚集了電荷．在磁極配置如圖中所示的情況下，下述說(shuō)法正確的是()圖3-5-18A．A板帶正電B．有電流從a經(jīng)用電器流向bC．金屬板A、B間的電場(chǎng)方向向下D．等離子體發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原因是離子所受洛倫茲力大于所受電場(chǎng)力【解析】離子在磁場(chǎng)力的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，根據(jù)左手定則可知帶正電荷的離子向下偏轉(zhuǎn)，帶負(fù)電荷的離子向上偏轉(zhuǎn)，所以B板帶正電、A板帶負(fù)電，其間有向上的電場(chǎng)，A、C選項(xiàng)錯(cuò)；電流由b向a經(jīng)過(guò)用電器，B選項(xiàng)錯(cuò)；在洛倫茲力大于電場(chǎng)力時(shí)帶電的離子會(huì)繼續(xù)偏轉(zhuǎn)，待到電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡時(shí)離子才不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)D正確．【答案】D7．帶電油滴以水平速度v0垂直進(jìn)入磁場(chǎng)，恰做勻速直線運(yùn)動(dòng)，如圖3-5-19所示，若油滴質(zhì)量為m，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則下述說(shuō)法正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：08160163】圖3-5-19A．油滴必帶正電荷，電荷量為eq\f(2mg,v0B)B．油滴必帶負(fù)電荷，比荷eq\f(q,m)＝eq\f(g,v0B)C．油滴必帶正電荷，電荷量為eq\f(mg,v0B)D．油滴帶什么電荷都可以，只要滿(mǎn)足q＝eq\f(mg,v0B)【解析】油滴水平向右勻速運(yùn)動(dòng)，其所受洛倫茲力必向上與重力平衡，故帶正電，其電荷量q＝eq\f(mg,v0B)，C正確．【答案】C8．(多選)(2023·巴中高二檢測(cè))如圖3-5-20所示，水平放置的平行板電容器間有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)一帶電粒子恰好水平向右勻速穿過(guò)兩板，重力不計(jì)．對(duì)相同狀態(tài)入射的粒子，下列說(shuō)法正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：08160164】圖3-5-20A．保持開(kāi)關(guān)閉合，若滑片P向上滑動(dòng)，粒子可能從下極板邊緣射出B．保持開(kāi)關(guān)閉合，若將磁場(chǎng)方向反向，粒子仍可能沿直線射出C．保持開(kāi)關(guān)閉合，若A極板向上移動(dòng)后，調(diào)節(jié)滑片P的位置，粒子仍可能沿直線射出D．如果開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，調(diào)節(jié)滑片P的位置，粒子可能繼續(xù)沿直線射出【解析】帶電粒子沿水平線穿過(guò)電磁場(chǎng)時(shí)，qvB＝qeq\f(U,d)，且方向相反．保持開(kāi)關(guān)閉合，若滑片P向上滑動(dòng)，電壓U變小，qvB>qeq\f(U,d)，帶電粒子會(huì)做曲線運(yùn)動(dòng)，可能從下極板邊緣射出，A對(duì)．保持開(kāi)關(guān)閉合，若將磁場(chǎng)方向反向，洛倫茲力與電場(chǎng)力方向相同，帶電粒子做曲線運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)．保持開(kāi)關(guān)閉合，若A極板向上移時(shí)距離d變大，向下調(diào)節(jié)滑片P使電壓U也升高，仍可能使qvB＝qeq\f(U,d)，此時(shí)粒子仍可能沿直線射出，C對(duì)．如果開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，帶電粒子只受洛倫茲力作用，一定不會(huì)沿直線運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)．【答案】AC[能力提升]9．(多選)(2023·菏澤高二檢測(cè))如圖3-5-21所示，一個(gè)帶負(fù)電的滑環(huán)套在水平且足夠長(zhǎng)的粗糙的絕緣桿上，整個(gè)裝置處于方向如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中．現(xiàn)給滑環(huán)施以一個(gè)水平向右的瞬時(shí)速度，使其由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，則滑環(huán)在桿上的運(yùn)動(dòng)情況可能是()圖3-5-21A．始終做勻速運(yùn)動(dòng)B．開(kāi)始做減速運(yùn)動(dòng)，最后靜止于桿上C．先做加速運(yùn)動(dòng)，最后做勻速運(yùn)動(dòng)D．先做減速運(yùn)動(dòng)，最后做勻速運(yùn)動(dòng)【解析】帶電滑環(huán)向右運(yùn)動(dòng)時(shí)所受洛倫茲力方向向上，其大小與滑環(huán)初速度大小有關(guān)．由于滑環(huán)初速度的大小未具體給定，因而洛倫茲力與滑環(huán)重力可出現(xiàn)三種不同的關(guān)系：(1)當(dāng)洛倫茲力等于重力，則滑環(huán)做勻速運(yùn)動(dòng)．(2)當(dāng)洛倫茲力開(kāi)始時(shí)小于重力，滑環(huán)將做減速運(yùn)動(dòng)，最后停在桿上．(3)當(dāng)洛倫茲力開(kāi)始時(shí)大于重力，滑環(huán)所受的洛倫茲力隨速度減小而減小，滑環(huán)與桿之間的擠壓力將逐漸減小，因而滑環(huán)所受的摩擦力減小，當(dāng)擠壓力為零時(shí)，摩擦力為零，滑環(huán)做勻速運(yùn)動(dòng)．故正確答案為A、B、D.【答案】ABD10．如圖3-5-22所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并處于方向垂直紙面向外、強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．質(zhì)量為m、帶電荷量為＋Q的小滑塊從斜面頂端由靜止下滑．在滑塊下滑的過(guò)程中，下列判斷正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：08160165】圖3-5-22A．滑塊受到的摩擦力不變B．滑塊到達(dá)地面時(shí)的動(dòng)能與B的大小無(wú)關(guān)C．滑塊受到的洛倫茲力方向垂直斜面向下D．B很大時(shí)，滑塊可能靜止于斜面上【解析】根據(jù)左手定則可知，滑塊受到垂直斜面向下的洛倫茲力，C對(duì)．隨著滑塊速度的變化，洛倫茲力大小變化，它對(duì)斜面的壓力大小發(fā)生變化，故滑塊受到的摩擦力大小變化，A錯(cuò)．B越大，滑塊受到的洛倫茲力越大，受到的摩擦力也越大，摩擦力做功越多，據(jù)動(dòng)能定理，滑塊到達(dá)地面時(shí)的動(dòng)能就越小，B錯(cuò)．由于開(kāi)始時(shí)滑塊由靜止下滑，故其開(kāi)始時(shí)不受洛倫茲力，即使B再大，滑塊也不可能靜止在斜面上，D錯(cuò)．【答案】C11．如圖3-5-23所示為一速度選擇器，也稱(chēng)為濾速器的原理圖．K為電子槍?zhuān)蓸屩醒豄A方向射出的電子，速度大小不一．當(dāng)電子通過(guò)方向互相垂直的均勻電場(chǎng)和磁場(chǎng)后，只有一定速率的電子能沿直線前進(jìn)，并通過(guò)小孔S.設(shè)產(chǎn)生勻強(qiáng)電場(chǎng)的平行板間的電壓為300V，間距為5cm，垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為T(mén)，問(wèn)：圖3-5-23(1)磁場(chǎng)的方向應(yīng)該垂直紙面向里還是垂直紙面向外？(2)速度為多大的電子才能通過(guò)小孔S?【解析】(1)由題圖可知，平行板產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度E方向向下．帶負(fù)電的電子受到的電場(chǎng)力FE＝eE，方向向上．若沒(méi)有磁場(chǎng)，電子束將向上偏轉(zhuǎn)，為了使電子能夠穿過(guò)小孔S，所加的磁場(chǎng)施于電子束的洛倫茲力必須是向下的，根據(jù)左手定則分析得出，B的方向垂直于紙面向里．(2)能夠通過(guò)小孔的電子，其速率滿(mǎn)足下式：evB＝eE，解得：v＝eq\f(E,B).又因?yàn)镋＝eq\f(U,d)，所以v＝eq\f(U,Bd)＝eq\f(300,×m/s＝1×105m/s.即只有速率為1×105m/s的電子可以通過(guò)小孔S.【答案】(1)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里(2)1×105m/s12．(2023·紹興高二檢測(cè))如圖3-5-24所示，一帶電量為＋q，質(zhì)量為m的小球從一傾角為θ的足夠長(zhǎng)的光滑斜面上由靜止開(kāi)始下滑，斜面處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外，求：【導(dǎo)學(xué)號(hào)：08160166】圖3-5-24(1)小球在斜面上滑行的最大速度．(2)滑行多少距離后小球離開(kāi)斜面．【解析】(1)當(dāng)小球在斜面上的速度最大時(shí)，它對(duì)