優(yōu)化方案高中同步測(cè)試卷教科物理選修十一版含答案

高中同步測(cè)(專題四磁場(chǎng)中的力高中同步測(cè)(專題四磁場(chǎng)中的力學(xué)綜合問(wèn)(時(shí)間：90分鐘，滿分：100分一、單項(xiàng)選擇題(本題共7小題，每小題4分，共28分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有 如圖所示，小磁針正上方的直導(dǎo)線與小磁針平行，當(dāng)導(dǎo)線中有電流時(shí)，小磁針會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)．首先觀察到這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的物理學(xué)家和觀察到的現(xiàn)象是)洛倫茲，小磁針的N極轉(zhuǎn)向紙法拉第，小磁針的S極轉(zhuǎn)向紙庫(kù)侖，小磁針靜止奧斯特，小磁針的N極轉(zhuǎn)向紙2．如圖所示，把一重力不計(jì)的通電直導(dǎo)線水平放在蹄形磁鐵兩極的正上方，導(dǎo)線可以自轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)線通入圖示方向電流I時(shí)，導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)情況是(從上往下看A．順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)下降B．順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)D．逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí))3.如圖所示，某一傾斜導(dǎo)線框與地面的夾角為α，導(dǎo)線框中接入電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，質(zhì)量為m的導(dǎo)體MN靜止在導(dǎo)線框上，導(dǎo)體MNCDθ角．導(dǎo)線框和導(dǎo)體MN的有效總電阻為R，導(dǎo)線框垂直于磁場(chǎng)方向放置，磁感應(yīng)強(qiáng)度B，ABCD相距為d，則MN所受安培力大小為) B．F＝mgsin（R＋r）sin B．F＝mgsin（R＋r）sinD．F＝ （R＋r）sin4．如圖所示，在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有兩根豎直放置的平行導(dǎo)AB、CD.導(dǎo)軌上放有質(zhì)量為m的金屬棒MN，棒與導(dǎo)軌μ.現(xiàn)從t＝0時(shí)刻起，給棒通以圖示方向的流，且電流強(qiáng)度與時(shí)間成正比，即：I＝kt，其中k為恒量．若金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直，則在下表示棒所受的摩擦力隨時(shí)間變化的四幅圖中，正確的是)5.如圖所示，有理想邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，某帶電粒子的比荷(電荷量與質(zhì)量之比)大小為k，由靜止開(kāi)始經(jīng)電壓為U的電場(chǎng)加速后，從O點(diǎn)垂直射入磁場(chǎng)，又從P點(diǎn)穿出磁場(chǎng)．下列說(shuō)法正確的是(不計(jì)粒子所受重力 如果只增加U，粒子可以從dP之間某位置穿出磁場(chǎng)如果只減小B，粒子可以從ab邊某位置穿出磁如果既減小U又增加B，粒子可以從bc邊某位置穿出磁如果只增加k，粒子可以從dP之間某位置穿出磁6.如圖所示，在傾角為α的光滑斜面上，垂直紙面放置一根直導(dǎo)體棒，在導(dǎo)體棒中通有垂直紙面向里的電流，圖中a點(diǎn)在導(dǎo)體棒正下方，b點(diǎn)與導(dǎo)體棒的連線與斜面垂直，c點(diǎn)在a點(diǎn)左側(cè)d點(diǎn)在b點(diǎn)右側(cè)．現(xiàn)欲使導(dǎo)體棒靜止在斜面上，下列措施可行的是)在a處放置一電流方向垂直紙面向里的直導(dǎo)體在a處放置一電流方向垂直紙面向里的直導(dǎo)體在b處放置一電流方向垂直紙面向里的直導(dǎo)體棒在c處放置一電流方向垂直紙面向里的直導(dǎo)體在d處放置一電流方向垂直紙面向里的直導(dǎo)體7．如圖所示，甲是不帶電的絕緣物塊，乙是帶正電的物塊，甲、乙疊放在一起，置于粗糙的絕緣水平地板上，地板上方空間有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，現(xiàn)加一水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，)現(xiàn)甲、乙無(wú)相對(duì)滑動(dòng)一起向左加速運(yùn)動(dòng)．在加速運(yùn)動(dòng)階段(A．甲、乙兩物塊間的摩擦力不變C．甲、乙兩物塊可能做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)D．甲、乙兩物塊可能做勻加速直線運(yùn)二、多項(xiàng)選擇題(本題共5小題，每小題6分，共30分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多8.如圖所示，兩根通電直導(dǎo)線用四根長(zhǎng)度相等的絕緣細(xì)線懸掛于O、O′兩點(diǎn)，已知OO′連線水平，導(dǎo)線靜止時(shí)絕緣細(xì)線與豎直方向的夾角均為θ，保持導(dǎo)線中的電流大小和方向不變，在導(dǎo)線所在空間加上勻強(qiáng)磁場(chǎng)后絕緣細(xì)線與豎直方向的夾角均增大了相同的角度，下列分析錯(cuò)誤的()B．所加磁場(chǎng)的方向可x軸正向C．所加磁場(chǎng)的方向可z軸正D．所加磁場(chǎng)的方向可能沿y軸負(fù)9．如圖所示，帶電平行板中勻強(qiáng)電場(chǎng)E的方向豎直向上，勻強(qiáng)磁場(chǎng)B的方向垂直紙面向里．一帶電小球從光滑絕緣軌道上的A點(diǎn)自由滑下，經(jīng)P點(diǎn)進(jìn)入板間后恰好沿水平方向做直線運(yùn)動(dòng)．現(xiàn)使小球從較低的C點(diǎn)自由滑下，經(jīng)P點(diǎn)進(jìn)入板間，則小球在板間運(yùn)動(dòng)過(guò)程中 A．動(dòng)能將會(huì)B．電勢(shì)能將會(huì)C．所受電場(chǎng)力將會(huì)D．所受磁場(chǎng)力將會(huì)10．如圖所示，用絕緣輕繩懸吊一個(gè)帶正電的小球，放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)C．所受電場(chǎng)力將會(huì)D．所受磁場(chǎng)力將會(huì)10．如圖所示，用絕緣輕繩懸吊一個(gè)帶正電的小球，放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．現(xiàn)把小球拉至懸點(diǎn)側(cè)a點(diǎn)，輕繩被水平拉直，靜止釋放后，小球在豎直平面內(nèi)來(lái)回?cái)[動(dòng)．在小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，下判斷正確的是)小球擺到懸點(diǎn)左側(cè)的最高點(diǎn)與a點(diǎn)應(yīng)在同一水平線小球每次經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)所受洛倫茲力大小相等小球每次經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)所受洛倫茲力方向相同小球每次經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)輕繩所受拉力大小相如圖所示，相距為d的兩帶電平行板間同時(shí)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一質(zhì)量為m，帶電荷量為q的小球由下板邊緣沿水平方向射入該區(qū)域，帶電小球恰能在兩板間做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示，則()小球一定帶小球一定帶C．兩板間電壓為qD．小球在兩板間的運(yùn)動(dòng)時(shí)12．如圖所示，某一真空室內(nèi)充滿豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)E，在豎直平面內(nèi)建立坐標(biāo)系xOy，在y<0的空間里有與場(chǎng)強(qiáng)E垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，在y>0的空間內(nèi)，將一質(zhì)量為m的帶電液滴(可視為質(zhì)點(diǎn))自由釋放，此液滴沿y軸的負(fù)方向，以加速度a＝2g(g為重力加速度)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)液滴運(yùn)動(dòng)到坐標(biāo)原點(diǎn)時(shí)，瞬間被安置在原點(diǎn)的一個(gè)裝置改變了帶電性質(zhì)(液滴所帶電荷量和質(zhì)量均不變)，隨后液滴進(jìn)入y<0的空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)，液滴在y<0的空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中)A．重力勢(shì)能一定是不斷C．動(dòng)能不斷B．電勢(shì)能一定是先增大后D．動(dòng)能保持123456789三、計(jì)算題(本題共三、計(jì)算題(本題共4小題，共42分．解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位13．(10分)如圖所示，一根水平光滑的絕緣直槽軌連接一個(gè)豎直放置的半徑為R＝0.50m的絕緣光滑槽軌．槽軌處在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度 T．有一個(gè)質(zhì)量0.10g，帶電荷量為q＝＋1.6×10－3C的小球在水平軌道上向右運(yùn)動(dòng)．若小球恰好能通過(guò)最高點(diǎn)重力加速度g＝10m/s2.小球在最高點(diǎn)所受的洛倫茲力F的大小小球的初速度v0的大小14．(10分)如圖所示，直角坐標(biāo)系位于豎直平面內(nèi)，在水平的x軸下方存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)勻強(qiáng)電場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直xOy平面向里，電場(chǎng)線平行于y軸．一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小球，從y軸上的A點(diǎn)水平向右拋出，經(jīng)x軸上M點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)和磁場(chǎng)，恰能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，從x軸上的N點(diǎn)第一次離開(kāi)電場(chǎng)和磁場(chǎng)，MN之間的距離為L(zhǎng)，小球過(guò)M點(diǎn)時(shí)的速度方向與x軸正方向夾角為θ.不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，求：電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小和方小球從A點(diǎn)拋出時(shí)初速度v0的大小A點(diǎn)到x軸的高度 分)如圖所示的平行板器件 分)如圖所示的平行板器件中，存在相互垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)V/m，PQ為板間中線．緊靠平行度B1＝0.40T，方向垂直紙面向里，電場(chǎng)強(qiáng)板右側(cè)邊緣坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)，有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度T，場(chǎng)邊界AO和y軸的夾角∠AOy＝45°.一束帶電荷量q＝8.0×10－19C的正離子從P點(diǎn)射入平行板間，沿中線PQ做直線運(yùn)動(dòng)，穿出平行板后從y軸上坐標(biāo)為(0，0.2m)的Q點(diǎn)垂直y軸射入磁場(chǎng)區(qū)，離子通過(guò)x軸時(shí)的速度方向與x軸正方向夾角在45°～90°之間．則離子運(yùn)動(dòng)的速度為多離子的質(zhì)量應(yīng)在什么范圍現(xiàn)只改變AOy區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小x軸上，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B2′應(yīng)滿足什么條16．(12分)如圖所示，在水平地面上方有一范圍足夠大的互相正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，垂直紙面向里．一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的帶正電微粒在此區(qū)域內(nèi)沿豎直平面(垂直于磁場(chǎng)方向的平面)做速度大小為v的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，重力加速度為g.(1)求此區(qū)域內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向；(2)若某時(shí)刻微粒在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)，速度與水平方向(2)若某時(shí)刻微粒在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)，速度與水平方向的夾60°，且已知P點(diǎn)與平地面間的距離等于其做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑，求該微粒運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)與水平地面間的距離1(方向不變，且不計(jì)電場(chǎng)變當(dāng)帶電微粒運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)時(shí)，將電場(chǎng)強(qiáng)度的大小變?yōu)樵瓉?lái)2對(duì)原磁場(chǎng)的影響)且?guī)щ娢⒘Ｄ苈渲恋孛?，求帶電微粒落至地面時(shí)的速度大小參考答案與解【解析】選D.此實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)家?jiàn)W斯特所做的，由右手定則可知，導(dǎo)1．導(dǎo)學(xué)號(hào)線下方的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，故小磁針的N極轉(zhuǎn)向紙內(nèi)，選項(xiàng)D正確導(dǎo)學(xué)號(hào)39800150]【解析】A.畫出蹄形磁鐵的兩條磁感線，在磁感線與電流相交處分別取一小段電流，如圖中的BC、AD兩段，由左手定則可知，AD段受的安培力垂直紙面向外BC段受的安培力垂直紙面向里，故導(dǎo)線將繞軸線OO順時(shí)針旋轉(zhuǎn)(俯視)，當(dāng)導(dǎo)線轉(zhuǎn)動(dòng)90°時(shí)(特殊位置法)，由左手定則可知，導(dǎo)線受向下的安培力作用，所以導(dǎo)線在順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)還向下運(yùn)動(dòng)，故選A.3．導(dǎo)學(xué)號(hào)39800151]【解析】A.安培力公式F＝BIl中l(wèi)指的是有效長(zhǎng)度，對(duì)應(yīng)本題，l ，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知I＝E所以MN所受安培力大小為F＝ ，，sin（R＋r）sin項(xiàng)A正確；選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤；又導(dǎo)體與導(dǎo)線框之間有無(wú)摩擦力以及摩擦力的大小、方向無(wú)法判斷，所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤．4.導(dǎo)學(xué)號(hào)39800152]【解析】選C.當(dāng)f＝μBIL＝μBLkt<mg時(shí)，棒沿導(dǎo)軌向下加速；當(dāng)fμBLkt>mg時(shí)，棒沿導(dǎo)軌向下減速；在棒停止運(yùn)動(dòng)前，所受摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，大小為μBLkt；當(dāng)棒停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，摩擦力立即變?yōu)殪o摩擦力，大小為：f＝mg，故選項(xiàng)C正確導(dǎo)學(xué)號(hào)39800153]【解析】D.如果只增加U，粒子速度增大，可以從Pc之間或cb間某位置穿出磁場(chǎng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．如果只減小B，粒子軌道半徑增大，粒子可以從Pc之間或之間某位置穿出磁場(chǎng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．如果既減小U又增加B，粒子軌道半徑減小，粒子可以從之間或Od之間某位置穿出磁場(chǎng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．如果只增加k，粒之間某位置穿出磁場(chǎng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．如果既減小U又增加B，粒子軌道半徑減小，粒子可以從之間或Od之間某位置穿出磁場(chǎng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．如果只增加k，粒子軌道半徑減小，粒子可以從之間某位置穿出磁場(chǎng)，選項(xiàng)D正確6．導(dǎo)學(xué)號(hào)【解析】選D.現(xiàn)欲使導(dǎo)體棒靜止在斜面上，可以在a處放置一電流向垂直紙面向外的直導(dǎo)體棒，在c處放置一電流方向垂直紙面向外的直導(dǎo)體棒，在d處放置一電流方向垂直紙面向里的直導(dǎo)體棒，選項(xiàng)D可行，ABC不可行．7．導(dǎo)學(xué)號(hào)【解析】C.利用整體法有Fq－f＝(m甲＋m乙)a，隨著速度的增加，受到的洛倫茲力增大，摩擦力增大，因此加速度變小，甲物體由靜摩擦力產(chǎn)生加速度，所以乙對(duì)甲的摩擦力是不斷減小的，C項(xiàng)正確．8.導(dǎo)學(xué)號(hào)39800156] 【解析】選ABD.根據(jù)題述在導(dǎo)線所在空間加上勻強(qiáng)磁場(chǎng)后絕緣細(xì)線與豎直方向的夾角均增大了相同的角度，兩導(dǎo)線中的電流方向一定相反，大小相同，選項(xiàng)A誤．由左手定則可知，所加磁場(chǎng)的方向可能沿z軸正向，選項(xiàng)C正確，B、D錯(cuò)誤9.導(dǎo)學(xué)號(hào)【解析】選AD.由題意判斷可知小球帶正電，從A點(diǎn)滑下進(jìn)入復(fù)合區(qū)域時(shí)做直線運(yùn)動(dòng)，則小球受力平衡，即mg＝qE＋qvB，從C點(diǎn)滑下進(jìn)入復(fù)合場(chǎng)區(qū)域時(shí)度小從A點(diǎn)滑下時(shí)的速度，則mg>qE＋qv′B，小球向下偏轉(zhuǎn)，重力做正功，電場(chǎng)力做負(fù)功，因mg>qE，則合力做正功，小球電勢(shì)能和動(dòng)能均增大，且洛倫茲F＝qvB也增大，選項(xiàng)A、D確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由于板間電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)，則小球所受電場(chǎng)力恒定，選項(xiàng)C錯(cuò)誤10.導(dǎo)學(xué)號(hào)【解析】選AB.由于洛倫茲力不做功，小球機(jī)械能守恒，小球在最點(diǎn)的速度相等，選項(xiàng)A、B均正確；設(shè)小球在最低點(diǎn)的速度為v，從右側(cè)擺下時(shí)，在最低點(diǎn)受洛FT1－qvB－mg＝mL；從左側(cè)擺下時(shí)，在最低點(diǎn)受洛倫茲力的方向豎直茲力的方向豎直向下，F(xiàn)T2＋qvB－mg＝mL；FT1≠FT2，選C、D均錯(cuò)向上，11．導(dǎo)學(xué)號(hào)【解析】選BC.帶電小球恰能在兩板間做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，重力大小U于靜電力，洛倫茲力提供向心力，則小球帶正電，有mg＝qE、qvB＝，所以有mg＝qd和RT，得出 ，小球在兩板間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t＝＝qB.故選q212.導(dǎo)學(xué)號(hào)39800160]【解析】BD.y>0的空間內(nèi)，根據(jù)液滴沿y軸負(fù)方向以加速度＝2g(g為重力加速度)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)可知，液滴在此空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)所受電場(chǎng)力方向向下，大小等于重力；進(jìn)入y<0的空間后，液滴電性改變，其所受電場(chǎng)力向上，大小仍等于重力，所以液滴將在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能保持不變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確；重力勢(shì)能先減小后增大，電勢(shì)能先增大后減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確13.導(dǎo)學(xué)號(hào)【解析】(1)小球在最高點(diǎn)時(shí)，受重力和洛倫茲R解得v＝1m/s，所以F＝qvB＝1.6×10－3×1×0.50N＝0.8×10－3(2)由機(jī)械能守恒可121mv＝2mgR＋2v2，解得v＝21002【答案】 (2)2114．導(dǎo)學(xué)號(hào)【解析】(1)小球在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中恰能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其所受電場(chǎng)必須與重力平衡，有E＝q(2)小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，O′為圓心，MN為弦長(zhǎng)，∠MO′P＝θ，如圖所示．設(shè)半徑為E＝q(2)小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，O′為圓心，MN為弦長(zhǎng)，∠MO′P＝θ，如圖所示．設(shè)半徑為由幾何關(guān)L＝sin小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由洛倫茲力提供，設(shè)小球做圓周運(yùn)動(dòng)的速率為v， r由速度的合成與分解知v0＝cosv由③④⑤式得v0＝2m(3)設(shè)小球到M點(diǎn)時(shí)的豎直分速度為vy，它與水平分速度的關(guān)系為vy＝v0tan由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律知y由⑥⑦⑧式得h＝8m2g(2)2mcot【答案】(1)方向豎直(3)15．導(dǎo)學(xué)號(hào) 【解析】(1)設(shè)正離子的速度為v，由于沿中線PQ做直線運(yùn)動(dòng)，則代入數(shù)據(jù)解得v＝5.0×105(2)設(shè)離子的質(zhì)量為m，如圖所示，當(dāng)通過(guò)x軸時(shí)的速度方向與x軸正方向夾角為45°時(shí)，由幾何關(guān)系可知運(yùn)動(dòng)半徑r1＝0