滬科版高中物理選修3-1綜合檢測5復(fù)習(xí)專用試卷

高中物理學(xué)習(xí)材料（精心收集**整理制作）綜合檢測(五)第5章磁場與回旋加速器(分值：100分時間：60分鐘)一、選擇題(本大題共7個小題，每小題6分．共42分．每小題至少有一個答案是正確的，把正確答案的字母填在題后的括號內(nèi)．)1．(2012·海口一中高二檢測)月球表面周圍沒有空氣，它對物體的引力僅為地球上的1/6，月球表面沒有磁場，根據(jù)這些特征，在月球上，圖中的四種情況能夠做到的是()【解析】既然月球表面沒有磁場，那么在月球上就不能用指南針定向，所以A錯誤；月球表面周圍沒有空氣，所以無法使用電風(fēng)扇吹風(fēng)，而聲音的傳播需要介質(zhì)，所以B、C均不對，只有選項(xiàng)D正確．【答案】D2．在勻強(qiáng)磁場中某處P放一個長度為L＝20cm，通電電流I＝0.5A的直導(dǎo)線，測得它受到的最大磁場力F＝1.0N，其方向豎直向上，現(xiàn)將該通電導(dǎo)線從磁場撤走，則P處磁感應(yīng)強(qiáng)度為()A．零B．10T，方向豎直向上C．0.1T，方向豎直向下D．10T，方向肯定不沿豎直向上的方向【解析】由B＝eq\f(F,IL)，得B＝eq\f(1,0.5×0.2)T＝10T.因?yàn)锽的方向與F的方向垂直，所以B的方向不會沿豎直向上的方向．【答案】D3．(2012·煙臺高二檢測)如圖1所示，a、b兩金屬環(huán)同圓心同平面水平放置，當(dāng)a中通以圖示方向電流時，b環(huán)中磁通量方向是()圖1A．向上 B．向下C．向左 D．0【解析】a環(huán)形成的磁場方向?yàn)閮?nèi)部向上，環(huán)外向下，被b環(huán)包圍的磁通量則為向上、向下磁通量的代數(shù)和，而向上的磁感線條數(shù)比向下的磁感線條數(shù)多，故總磁通量為向上，A正確．【答案】A4．如圖所示，通電導(dǎo)線均置于勻強(qiáng)磁場中，其中導(dǎo)線受安培力作用的是()【解析】只有當(dāng)通電導(dǎo)線和磁場平行時，才不受安培力的作用，如A、C圖中的導(dǎo)線，而D中導(dǎo)線與磁場垂直，B中導(dǎo)線與磁場方向夾角為60°，因此都受安培力的作用，故正確選項(xiàng)為B、D.【答案】BD5．(2012·寧德高二質(zhì)檢)如圖2所示，在x軸上方存在著垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場．一個不計(jì)重力的帶電粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O處以速度v進(jìn)入磁場，粒子進(jìn)入磁場時的速度方向垂直于磁場且與x軸正方向成120°角．若粒子穿過y軸正半軸后在磁場中到x軸的最大距離為a，則該粒子的比荷和所帶電荷的正負(fù)是()圖2A.eq\f(3v,2aB)，正電荷 B.eq\f(v,2aB)，正電荷C.eq\f(3v,2aB)，負(fù)電荷 D.eq\f(v,2aB)，負(fù)電荷【解析】粒子能穿過y軸的正半軸，所以該粒子帶負(fù)電荷，其運(yùn)動軌跡如圖所示，A點(diǎn)到x軸的距離最大，為R＋eq\f(1,2)R＝a，R＝eq\f(mv,qB)，得eq\f(q,m)＝eq\f(3v,2aB)，故C正確．【答案】C6．如圖3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．在滑塊下滑的過程中，下列判斷正確的是()圖3A．滑塊受到的摩擦力不變B．滑塊到達(dá)地面時的動能與B的大小無關(guān)C．滑塊受到的洛倫茲力方向垂直斜面向下D．B很大時，滑塊可能靜止于斜面上【解析】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．隨著滑塊速度的變化，洛倫茲力大小變化，它對斜面的壓力大小發(fā)生變化，故滑塊受到的摩擦力大小變化，A錯．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)動能定理，滑塊到達(dá)地面時的動能就越小，B錯．由于開始滑塊不受洛倫茲力時就能下滑，故B再大，滑塊也不可能靜止在斜面上．【答案】C7．如圖4所示，一個帶正電荷的小球沿水平光滑絕緣的桌面向右運(yùn)動，飛離桌上邊緣A，最后落到地板上．設(shè)有磁場時飛行時間為t1，水平射程為x1，著地速度大小為v1；若撤去磁場，其余條件不變時，小球飛行時間為t2，水平射程為x2，著地速度大小為v2，則下列結(jié)論不正確的是()圖4A．x1＞x2 B．t1＞t2C．v1＞v2 D．v1和v2大小相同【解析】本題考查帶電粒子在磁場中的運(yùn)動情況．小球離開桌面具有水平速度，無磁場時做平拋運(yùn)動，水平射程x2＝v0t2，下落高度h＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,2)；有磁場時小球除受重力外還受到洛倫茲力的作用，而洛倫茲力始終與速度方向垂直，因此小球在水平方向具有加速度，在水平方向?qū)⒆鲎兗铀龠\(yùn)動，而豎直方向加速度a＝eq\f(mg－F,m)(F為洛倫茲力在豎直方向的分量)，即a＜g，因此下落h高度用的時間t1＞t2，B選項(xiàng)正確；水平方向的位移x1＞x2，A選項(xiàng)正確；又因?yàn)槁鍌惼澚Σ蛔龉?，只有重力做功，能量守恒，所以v1＝v2，D選項(xiàng)正確；只有C選項(xiàng)錯誤．【答案】C二、非選擇題(本題共5個小題，共58分．計(jì)算題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．)8．(8分)正方形導(dǎo)線框abcd，匝數(shù)為10匝，邊長為20cm，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.2T的勻強(qiáng)磁場中圍繞與B方向垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為120r/min，當(dāng)線框從平行于磁場位置開始轉(zhuǎn)過90°時，線圈中磁通量的變化量是________Wb.【解析】Φ1＝BS＝0.2×0.2×0.2Wb＝0.008WbΦ2＝BS′＝0.2×0＝0ΔΦ＝Φ1－Φ2＝0.008Wb.【答案】0.0089．(8分)如圖5所示，在x軸的上方(y≥0)存在著垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.在原點(diǎn)O有一個離子源向x軸上方的各個方向發(fā)射出質(zhì)量為m、電荷量為q的正離子，速度都為v，對那些在xy平面內(nèi)運(yùn)動的離子，在磁場中可能到達(dá)的最大距離x＝________，y＝________.圖5【解析】經(jīng)分析可知沿y軸正方向射入的粒子．在x軸上到達(dá)的距離最大即2R＝2eq\f(mv,qB).同理沿x軸負(fù)方向射入的粒子到達(dá)y軸的距離最大，即2R＝eq\f(2mv,qB).【答案】eq\f(2mv,qB)eq\f(2mv,qB)10．(12分)(2013·福建師大附中期末)如圖6所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1T的勻強(qiáng)磁場中，用兩根細(xì)線懸掛長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．圖6(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0.1N，求金屬桿中的電流的大小和方向(g＝10m/s2)．【解析】(1)因?yàn)閼揖€受的拉力為零，所受安培力方向向上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＝2F，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11．(14分)如圖7所示，在第一象限有一勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小為E，方向與y軸平行；在x軸下方有一勻強(qiáng)磁場，磁場方向與紙面垂直．一質(zhì)量為m、電荷量為－q(q＞0)的粒子以平行于x軸的速度從y軸上的P點(diǎn)處射入電場，在x軸上的Q點(diǎn)處進(jìn)入磁場，并從坐標(biāo)原點(diǎn)O離開磁場．粒子在磁場中的運(yùn)動軌跡與y軸交于M點(diǎn)．已知OP＝l，OQ＝2eq\r(3)l.不計(jì)重力，求：圖7(1)M點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)O間的距離；(2)粒子從P點(diǎn)運(yùn)動到M點(diǎn)所用的時間．【解析】(1)帶電粒子在電場中做類平拋運(yùn)動，在y軸負(fù)方向上做初速度為零的勻加速運(yùn)動，設(shè)加速度的大小為a；在x軸正方向上做勻速直線運(yùn)動，設(shè)速度為v0；粒子從P點(diǎn)運(yùn)動到Q點(diǎn)所用的時間為t1，進(jìn)入磁場時速度方向與x軸正方向的夾角為θ，則a＝eq\f(qE,m) ①t1＝eq\r(\f(2y0,a)) ②v0＝eq\f(x0,t1) ③ 其中x0＝2eq\r(3)l，y0＝l，又有tanθ＝eq\f(at1,v0) ④聯(lián)立②③④式，得θ＝30°⑤因?yàn)镸、O、Q點(diǎn)在圓周上，∠MOQ＝90°，所以MQ為直徑．從圖中的幾何關(guān)系可知，R＝2eq\r(3)l⑥MO＝6l⑦(2)設(shè)粒子在磁場中運(yùn)動的速度為v，從Q到M點(diǎn)運(yùn)動的時間為t2，則有v＝eq\f(v0,cosθ)⑧t2＝eq\f(πR,v)⑨帶電粒子自P點(diǎn)出發(fā)到M點(diǎn)所用的時間t為t＝t1＋t2⑩聯(lián)立①②③⑤⑥⑧⑨⑩式，并代入數(shù)據(jù)得t＝(eq\f(\r(3),2)π＋1)eq\r(\f(2ml,qE))【答案】(1)6l(2)(eq\f(\r(3),2)π＋1)eq\r(\f(2ml,qE))12．(16分)(2013·福州一中高二期末)如圖8，xOy在豎直平面內(nèi)，x軸下方有勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場．電場強(qiáng)度為E、方向豎直向下．磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里．將一個帶電小球從y軸上P(0，h)點(diǎn)以初速度v0豎直向下拋出．小球穿過x軸后，恰好做勻速圓周運(yùn)動．不計(jì)空氣阻力，已知重力加速度為g.圖8(1)判斷小球帶正電還是負(fù)電；(2)求小球做圓周運(yùn)動的半徑；(3)求小球從P點(diǎn)出發(fā)，到第二次經(jīng)過x軸所用的時間．【解析】(1)小球穿過x軸后恰好做勻速圓周運(yùn)動有qE＝mg，故小球帶負(fù)電．(2)設(shè)小球經(jīng)過O點(diǎn)時的速度為v，從P到O，v2＝veq\o\al(2,0)＋2gh從O到A，根據(jù)牛頓第二定律qvB＝meq\f(v2,r)，求出r＝eq\f(E\r(v\o\al(2,0)＋2gh),gB).(3)從P到O，小球第一次經(jīng)過x軸，所用時間為t1，v＝v0＋gt1從O到A，小球第二次經(jīng)過x軸，所