2022高中物理第3章章末綜合知能優(yōu)化訓練新人教版選修3-1

2022高中物理人教版選修3-1第3章章末綜合時間：90分鐘，滿分：100分一、選擇題此題包括12小題，每題5分共60分．在每題給出的四個選項中，有的只有一個選項正確，有的有多個選項正確，全部選對的得5分，選對但不全的得2分，有選錯或不答的得0分1．相關洛倫茲力和安培力的描繪，正確的選項是．通電直導線在勻強磁場中一定受到安培力的作用．安培力是大量運動電荷所受洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)．帶電粒子在勻強磁場中運動受到的洛倫茲力做正功．通電直導線在磁場中受到的安培力方向與磁場方向平行解析：選B安培力方向與磁場垂直，洛倫茲力不做功，通電導線在磁場中不一定受安培力．安培力是大量運動電荷所受洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)．2圖3－62022年東北師大高二檢測磁場中某地區(qū)的磁感線，如圖3－6所示，則A．a(chǎn)、b兩處的磁感覺強度的大小不等，Ba＞BbB．a(chǎn)、b兩處的磁感覺強度的大小不等，B＜BbaC．同一通電導線放在a處受力一定比放在b處受力大D．同一通電導線放在a處受力一定比放在b處受力小解析：＞Bb，由通電導線所受安培力與通電導線的放置相關，通電導線放在a處與放在b處受力大小無法確定．3．2022年聊城高二檢測圖3－7兩個絕緣導體環(huán)AA′、BB′大小相同，環(huán)面垂直，環(huán)中通有相同大小的恒定電流，如圖3－7所示，則圓心O處磁感覺強度的方向為AA′面水平，BB′面垂直紙面．指向左上方．指向右下方．豎直向上．水平向右答案：A4圖3－82022年汕頭高二檢測如圖3－8所示，垂直紙面放置的兩根直導線a和b，它們的地點固定并通有相等的電流I；在a、b沿紙面的連線的中垂線上放有另一直導線c，c能夠自由運動．當c中通以電流I1時，c并未發(fā)生運動，則能夠判斷a、b中的電流A．方向相同都向里B．方向相同都向外C．方向相反D．只需a、b中有電流，c就不可能靜止解析：并未發(fā)生運動，則導線a、b在導線c處的合磁場方向應平行于導線c，由平行四邊形定則和直導線周圍磁場散布規(guī)律可知，兩電流I1、I2方向應相反，故C正確．5圖3－9美國發(fā)射的航天飛機“發(fā)現(xiàn)者”號搭載了一臺α磁譜儀，其中一個重點零件是由中國科學院電工研究所設計制造的直徑為1200mm、高為80mm、中心磁感覺強度為T的永遠磁體．它的主要使命是要探測宇宙空間中可能存在的物質(zhì)，特別是宇宙中反氦原子核．若如圖3－9所示的磁譜儀中的4條徑跡分別為質(zhì)子、反質(zhì)子、α粒子、反氦核的徑跡，其中反氦核的徑跡為A．1B．2C．3D．4解析：選B由速度選擇器的特點可知，進入磁場B2的四種粒子的速度v相同．由左手定則能夠判斷，向左偏轉(zhuǎn)的為反質(zhì)子和反氦核帶負電．又根據(jù)R＝錯誤!知RH＜RHe，故2為反氦核的徑跡，故B正確．6圖3－10如圖3－10所示，平行板電容器的兩板與電源相連，板間同時有電場和垂直紙面向里的勻強磁場B，一個帶電荷量為＋q的粒子以v0為初速度從兩板中間沿垂直電磁場方向進入，穿出時粒子的動能減小了，若想使這個帶電粒子以v0沿原方向勻速直線運動穿過電磁場，可采用的辦法是A．減小平行板的正對面積B．增大電源電壓C．減小磁感覺強度BD．增大磁感覺強度B解析：選BC帶電粒子在正交的電磁場中運動，由于射出時動能小于錯誤!mv錯誤!2，可以判斷洛倫茲力大于電場力，因此若使帶電粒子以v0沿原方向運動，則必須增大電場強度或減小磁感覺強度，故C正確，D錯誤．電場強度可利用公式E＝錯誤!求出，可知U越大，E越大，故B正確．關于A答案，不改變電壓及板間距離，只改變正對面積，不影響電場強度，故A錯誤．7圖3－112022年山東省實驗中學模擬由于科學研究的需要，經(jīng)常將質(zhì)子11H和α粒子42He等帶電粒子貯存在圓環(huán)狀空腔中，圓環(huán)狀空腔置于一個與圓環(huán)平面垂直的勻強磁場中，磁感覺強度為B如果質(zhì)子和α粒子在空腔中做圓周運動的軌跡相同如圖3－11中虛線所示，磁場也相同，比較質(zhì)子和α粒子在圓環(huán)狀空腔中運動的動能EααH和E及周期TH和T的大小，有Hα，THαA．E≠E≠TB．EH＝Eα，TH＝TαHα，TH＝TαC．E≠ED．EH＝Eα，TH≠Tα解析：＝錯誤!，E＝錯誤!mv2，可得：R＝錯誤!，因RH＝Rα，mα＝4mH，qα＝2qH，可得：EH＝Eα，由T＝錯誤!可得TH＝錯誤!正確．8圖3－12如圖3－12所示，在軸上方存在著垂直于紙面向里、磁感覺強度為B的勻強磁場．一個不計重力的帶電粒子從坐標原點O處以速度v進入磁場，粒子進入磁場時的速度方向垂直于磁場且與軸正方向成120°角．若粒子穿過軸正半軸后在磁場中到軸的最大距離為a，則該粒子的比荷和所帶電荷的正負是，正電荷，正電荷，負電荷，負電荷解析：軸的正半軸，所以該粒子帶負電荷，其運動軌跡如下圖，A點到軸的距離最大，為R＋錯誤!R＝a，R＝錯誤!，得錯誤!＝錯誤!，故C正確．9圖3－132022年楚中高二檢測半徑為r的圓形空間內(nèi)，存在著垂直于紙面向里的勻強磁場，一個帶電粒子不計重力從A點以速度v0垂直磁場方向射入磁場中，并從B點射出．∠AOB＝120°，如圖3－13所示，則該帶電粒子在磁場中運動的時間為．2πr/3v0．2錯誤!πr/3v0C．πr/3v0πr/3v0解析：/3qB但題中已知條件不夠，沒有此選項，＝錯誤!錯誤!錯誤!，則知道r與帶電粒子的運動速度成正比．顯然半徑大的圓周是穿過金屬片前的帶電粒子的運動軌跡，半徑小的圓周是穿過金屬片后的帶電粒子的運動軌跡，所以粒子沿edcba方向運動．再依據(jù)左手定則可知，帶電粒子帶正電，A對，B錯．依據(jù)周期公式可知，帶電粒子在磁場中的運動周期與運動速度無關，應選項C也是錯誤的．半徑之比為10∶9，即速度之比為10∶9依據(jù)動能定理解得，粒子能穿過金屬片的次數(shù)為：n＝100/是錯誤的，此題的正確選項為A12．2022年高考廣東單科卷如圖3－16所圖3－16示，表面粗拙的斜面固定于地面上，并處于方向垂直紙面向外、強度為B的勻強磁場中．質(zhì)量為m、帶電量為＋Q的小滑塊從斜面頂端由靜止下滑．在滑塊下滑的過程中，下列判斷正確的選項是．滑塊受到的摩擦力不變B．滑塊抵達地面時的動能與B的大小無關C．滑塊受到的洛倫茲力方向垂直斜面向下D．B很大時，滑塊可能靜止于斜面上解析：正確．而Ff＝μFN＝μmgcoθ＋Bqv要隨速度增加而變大，A錯誤．若滑塊滑到底端已達到勻速運動狀態(tài)，應有Ff＝mginθ，可得v＝錯誤!錯誤!－coθ，可看到v隨B的增大而減?。粼诨瑝K滑到底端時還處于加快運動狀態(tài)，則在B越強時，F(xiàn)f越大，滑塊戰(zhàn)勝阻力做功越多，抵達斜面底端的速度越小，B錯誤．當滑塊能靜止于斜面上時應有mginθ＝μmgcoθ，即μ＝tanθ，與B的大小無關，D錯誤．二、計算題此題包括4小題，共40分．解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位13．8分如圖3－17所示圖3－17，圓滑的平行導軌傾角為θ，處在磁感覺強度為B的勻強磁場中，導軌中接入電動勢為E、內(nèi)阻為r的直流電源．電路中有一阻值為R的電阻，其余電阻不計，將質(zhì)量為m、長度為L的導體棒由靜止釋放，求導體棒在釋放瞬間的加快度的大?。馕觯菏芰ζ饰鋈缦聢D，導體棒受重力mg、支持力FN和安培力F，由牛頓第二定律：mginθ－Fcoθ＝ma①F＝BIL②I＝錯誤!③由①②③式可得a＝ginθ－錯誤!答案：ginθ－錯誤!14．10分2022年長沙市第一中學高二階段性考試如圖3－18所示，直線MN上方存在垂直紙面向里、磁感覺強度大小為B的勻強磁場，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點射入，其方向與MN成30°角，A點到MN的距離為d，帶電粒子重力不計．圖3－181當v知足什么條件時，粒子能回到A點；2粒子在磁場中運動的時間t解析：粒子運動如下圖，由圖示的幾何關系可知：r＝2錯誤!＝2錯誤!dr，則有Bqv＝m錯誤!粒子在磁場中的軌道半徑為聯(lián)立兩式，得v＝錯誤!此時粒子可按圖中軌道回到A點．2由圖可知，粒子在磁場中運動的圓心角為300°所以t＝錯誤!T＝錯誤!錯誤!＝錯誤!答案：1v＝錯誤!2錯誤!15圖3－1910分如圖3－19所示，勻強電場地區(qū)和勻強磁場地區(qū)是緊鄰的且寬度相等均為d，電場方向在紙平面內(nèi)，而磁場方向垂直紙面向里．一帶正電粒子從O點以速度v0沿垂直電場方向進入電場．在電場力的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從A點走開電場進入磁場，走開電場時帶電粒子在電場方向的偏移量為錯誤!d，當粒子從C點穿出磁場時速度方向與進入電場O點時的速度方向一致，不計帶電粒子的重力，求：1粒子從C點穿出磁場時的速度v2電場強度和磁感覺強度的比值錯誤!解析：1粒子在電場中偏轉(zhuǎn)，垂直于電場方向速度v⊥＝v0，平行于電場方向速度v∥，因為d＝v⊥·t＝v0t，錯誤!d＝錯誤!·t，所以v∥＝v⊥＝v0，所以v＝錯誤!＝錯誤!v0，tanθ＝錯誤!＝1因此θ＝45°，即粒子進入磁場時的速度方向與水平方向成45°角斜向右下方．粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動，穿出磁場時速度大小為v＝錯誤!v0，方向水平向右．2粒子在電場中運動時，v∥＝at＝錯誤!·錯誤!，得E＝錯誤!在磁場中運動軌跡如下圖．則R＝錯誤!＝錯誤!d，又qvB＝錯誤!，B＝錯誤!＝錯誤!＝錯誤!，所以錯誤!＝v0答案：1錯誤!v0，方向水平向右2v016．12分如圖3－20所示，初速度為零的負離子經(jīng)電勢差為U的電場加快后，從離子槍T中水平射出，經(jīng)過一段行程后進入水平放置的兩平行金屬板MN和在什么范圍內(nèi)，離子才能打在金屬板上圖3－20解析：在加快過