高中物理人教版1本冊(cè)總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí) 綜合評(píng)估檢測(cè)卷（三）

綜合評(píng)估檢測(cè)卷(三)磁場(chǎng)一、選擇題(本大題共12小題，每小題4分，共48分．每小題至少一個(gè)答案正確)1．下列關(guān)于電場(chǎng)和磁場(chǎng)的說法中正確的是()A．電場(chǎng)線和磁感線都是封閉曲線B．電場(chǎng)線和磁感線都是不封閉曲線C．通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中一定受到磁場(chǎng)力的作用D．電荷在電場(chǎng)中一定受到電場(chǎng)力的作用答案：D2．下列各圖中，表示通電直導(dǎo)線所產(chǎn)生的磁場(chǎng)，正確的是()答案：B3．在磁場(chǎng)中某一點(diǎn)，已經(jīng)測(cè)出一段0.5cm長(zhǎng)的導(dǎo)線中通入0.01A的電流時(shí)，受到的安培力為×10－6N，則下列說法正確的是()A．該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小一定是TB．該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小一定不小于TC．該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小一定不大于TD．該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向即為導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力的方向解析：當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，B＝eq\f(F,IL)＝T，當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向不垂直時(shí)B＝eq\f(F,ILsinα)＞eq\f(F,IL)，故應(yīng)選B.答案：B4．在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一帶電粒子沿著垂直磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向運(yùn)動(dòng)．現(xiàn)將該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大為原來的2倍，則該帶電粒子受到的洛倫茲力()A．變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,4) B．增大為原來的4倍C．減小為原來的eq\f(1,2) D．增大為原來的2倍答案：D5.初速度為v0的電子，沿平行于通電長(zhǎng)直導(dǎo)線的方向射出，直導(dǎo)線中電流方向與電子的初始運(yùn)動(dòng)方向如圖所示，則()A．電子將向右偏轉(zhuǎn)，速率不變 B．電子將向左偏轉(zhuǎn)，速率改變C．電子將向左偏轉(zhuǎn)，速率不變 D．電子將向右偏轉(zhuǎn)，速率改變解析：由右手定則判定直線電流右側(cè)磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里，再根據(jù)左手定則判定電子所受洛倫茲力偏離電流，由于洛倫茲力不做功，電子動(dòng)能不變．答案：A6.如圖所示，A為一水平旋轉(zhuǎn)的橡膠盤，帶有大量均勻分布的負(fù)電荷，在圓盤正上方水平放置一通電直導(dǎo)線，電流方向如圖．當(dāng)圓盤高速繞中心軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通電直導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力的方向是()A．豎直向上 B．豎直向下C．水平向里 D．水平向外解析：由于帶負(fù)電的圓環(huán)順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，形成的等效電流為逆時(shí)針方向，所產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向豎直向上．由左手定則可判定通電導(dǎo)線所受安培力的方向水平向里．答案：C7.如圖所示為一速度選擇器，內(nèi)有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一束粒子流以速度v水平射入，為使粒子流經(jīng)過磁場(chǎng)時(shí)不偏轉(zhuǎn)(不計(jì)重力)，則磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)必須同時(shí)存在一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，關(guān)于此電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)大小和方向的說法中，正確的是()A．大小為B/v，粒子帶正電時(shí)，方向向上B．大小為B/v，粒子帶負(fù)電時(shí)，方向向上C．大小為Bv，方向向下，與粒子帶何種電荷無關(guān)D．大小為Bv，方向向上，與粒子帶何種電荷無關(guān)解析：當(dāng)粒子所受的洛倫茲力和電場(chǎng)力平衡時(shí)，粒子流勻速直線通過該區(qū)域，有qvB＝qE，所以E＝Bv.假設(shè)粒子帶正電，則受向下的洛倫茲力，電場(chǎng)方向應(yīng)該向上．粒子帶負(fù)電時(shí)，電場(chǎng)方向仍應(yīng)向上．故正確答案為D.答案：D8.如圖所示，框架面積為S，框架平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直，則穿過平面的磁通量的情況是()A．如圖所示位置時(shí)等于BSB．若使框架繞OO′轉(zhuǎn)過60°角，磁通量為eq\f(\r(3),2)BSC．若從初始位置轉(zhuǎn)過90°角，磁通量為零D．若從初始位置轉(zhuǎn)過180°角，磁通量變化為2BS解析：在如題圖所示的位置時(shí)，磁感線與線框平面垂直，Φ＝BS.當(dāng)框架繞OO′軸轉(zhuǎn)過60°時(shí)可以將圖改畫成側(cè)視圖如圖所示，Φ＝BS⊥＝BS·cos60°＝eq\f(1,2)BS.轉(zhuǎn)過90°時(shí)，線框由與磁感線垂直穿過變?yōu)槠叫?，Φ?.線框轉(zhuǎn)過180°時(shí)，磁感線仍然垂直穿過線框，只不過穿過方向改變了．因而Φ1＝BS，Φ2＝－BS，ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝2BS.綜上所述，A、C、D正確．答案：ACD9.如圖所示，ab是一彎管，其中心線是半徑為R的一段圓弧，將它置于一給定的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于圓弧所在平面，并且指向紙外．有一束粒子對(duì)準(zhǔn)a端射入彎管，粒子有不同的質(zhì)量、不同的速度，但都是一價(jià)正離子()A．只有速度v大小一定的粒子可以沿中心線通過彎管B．只有質(zhì)量m大小一定的粒子可以沿中心線通過彎管C．只有質(zhì)量m與速度v的乘積大小一定的粒子可以沿中心線通過彎管D．只有動(dòng)能Ek大小一定的粒子可以沿中心線通過彎管解析：因?yàn)榱Ｗ幽芡ㄟ^彎管要有一定的半徑，其半徑r＝R.所以r＝R＝eq\f(mv,qB)，由粒子的q、B都相同，則只有當(dāng)mv一定時(shí)，粒子才能通過彎管．答案：C10.用如圖所示的回旋加速器來加速質(zhì)子，為了使質(zhì)子獲得的最大動(dòng)能增加為原來的4倍，可采用下列哪幾種方法？()A．將其磁感應(yīng)強(qiáng)度增大為原來的2倍B．將其磁感應(yīng)強(qiáng)度增大為原來的4倍C．將D形金屬盒的半徑增大為原來的2倍D．將兩D形金屬盒間的加速電壓增大為原來的4倍解析：在磁場(chǎng)中由牛頓第二定律得evB＝meq\f(v2,R)①質(zhì)子的最大動(dòng)能Ekm＝eq\f(1,2)mv2②解①②式得Ekm＝eq\f(e2B2R2,2m)要使質(zhì)子的動(dòng)能增加為原來的4倍，可以將磁感應(yīng)強(qiáng)度增大為原來的2倍或?qū)蒁形金屬盒的半徑增大為原來的2倍，故B項(xiàng)錯(cuò)，A、C正確．質(zhì)子獲得的最大動(dòng)能與加速電壓無關(guān)，故D項(xiàng)錯(cuò)．答案：AC11.如圖所示，有一混合正離子束先后通過正交的電場(chǎng)、磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ和勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域Ⅱ，如果這束正離子束在區(qū)域Ⅰ中不偏轉(zhuǎn)，進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ后偏轉(zhuǎn)半徑r相同，則它們一定具有相同的()A．速度 B．質(zhì)量C．電荷量 D．比荷解析：離子束在區(qū)域Ⅰ中不偏轉(zhuǎn)，一定是qE＝qvB，v＝eq\f(E,B)，A正確．進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ后，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑相同，由r＝eq\f(mv,qB)知，因v、B相同，只能是比荷相同，故D正確，B、C錯(cuò)誤．答案：AD12．圖中a、b、c、d為四根與紙面垂直的長(zhǎng)直導(dǎo)線，其橫截面位于正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上，導(dǎo)線中通有大小相同的電流，方向如圖所示．一帶正電的粒子從正方形中心O點(diǎn)沿垂直于紙面的方向向外運(yùn)動(dòng)，它所受洛倫茲力的方向是()A．向上 B．向下C．向左 D．向右解析：a、b、c、d四根導(dǎo)線上電流大小相同，它們?cè)贠點(diǎn)形成的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小相同，方向如圖甲所示．O點(diǎn)合磁場(chǎng)方向如圖乙所示，則由O點(diǎn)垂直紙面向外運(yùn)動(dòng)的帶正電的粒子所受洛倫茲力方向據(jù)左手定則可以判定向下．B選項(xiàng)正確．答案：B二、計(jì)算題(本大題共4小題，共52分，要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)13．(10分)如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1T的勻磁場(chǎng)中，用兩根細(xì)線懸掛長(zhǎng)L＝10cm、質(zhì)量m＝5g的金屬桿．在金屬桿中通以穩(wěn)恒電流，使懸線受的拉力為零．(1)求金屬桿中電流的大小和方向；(2)若每根懸線所受的拉力為N，求金屬桿中的電流的大小和方向(g取10m/s2)．解析：(1)因?yàn)閼揖€受的拉力為零，所受安培力方向向上且F安＝BIL＝mg解得I＝0.5A，方向水平向右．(2)金屬導(dǎo)線在重力mg、懸線拉力2F和安培力BIL的作用下平衡，所以有mg＋BIL＝解得I＝1.5A，方向水平向左．答案：(1)0.5A方向水平向右(2)1.5A方向水平向左14．(12分)如圖所示，一束電子(電荷量為e)以速度v垂直射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，寬度為d的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，穿過磁場(chǎng)時(shí)速度方向與電子原來入射方向的夾角是30°，則電子的質(zhì)量是多少？電子穿過磁場(chǎng)的時(shí)間是多少？解析：電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，只受洛倫茲力作用，故其軌道是圓弧的一部分，又因?yàn)槁鍌惼澚εc速度v垂直，故圓心應(yīng)在電子穿入和穿出時(shí)所受洛倫茲力延長(zhǎng)線的交點(diǎn)上，作出粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示，從圖中可以看出，AB弧所對(duì)的圓心角θ＝30°＝eq\f(π,6)OB即為半徑，由幾何關(guān)系知R＝eq\f(d,sinθ)＝2d由半徑公式R＝eq\f(mv,Bq)得m＝eq\f(BqR,v)＝eq\f(2Bed,v)帶電粒子通過AB弧所用的時(shí)間，即穿過磁場(chǎng)的時(shí)間t＝eq\f(θ,2π)T＝eq\f(1,12)T＝eq\f(1,12)×eq\f(2πm,Be)＝eq\f(πm,6Be)＝eq\f(πd,3v)答案：eq\f(2Bed,v)eq\f(πd,3v)15．(14分)如圖所示，直線MN上方存在垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，現(xiàn)有一質(zhì)量為m、帶電荷量為＋q的粒子在紙面內(nèi)以某一速度從A點(diǎn)射入，其方向與MN成30°角，A點(diǎn)到MN的距離為d，帶電粒子重力不計(jì)．(1)當(dāng)v滿足什么條件時(shí)，粒子能回到A點(diǎn)？(2)求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t.解析：(1)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示．由圖示的幾何關(guān)系可知r＝2eq\f(d,tan30°)＝2eq\r(3)d粒子在磁場(chǎng)中的軌道半徑為r，則有Bqv＝meq\f(v2,r)聯(lián)立兩式，得v＝eq\f(2\r(3)dBq,m)此時(shí)粒子可按圖中軌跡回到A點(diǎn)．(2)由圖可知，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的圓心角為300°.所以，有t＝eq\f(300°,360°)T＝eq\f(5×2πm,6Bq)＝eq\f(5πm,3Bq)答案：(1)v＝eq\f(2\r(3)dBq,m)(2)eq\f(5πm,3Bq)16．(16分)在真空中，半徑r＝3×10－2m的圓形區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝T，一個(gè)帶正電的粒子以初速度v0＝106m/s從磁場(chǎng)邊界上直徑ab的一端a射入磁場(chǎng)，已知該粒子的比荷eq\f(q,m)＝108(1)求粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑．(2)若要使粒子飛離磁場(chǎng)時(shí)有最大偏轉(zhuǎn)角，求入射時(shí)v0與ab的夾角θ及粒子的最大偏轉(zhuǎn)角．解析：(1)粒子射入磁場(chǎng)后，由于不計(jì)重力，洛倫茲力提供圓周