《高中物理 第三章 磁场阶段性测试题（含解析）新人教版选修3-1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理 第三章 磁场阶段性测试题（含解析）新人教版选修3-1（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、阶段性测试题三阶段性测试题三第三章第三章 磁场磁场(时间：90 分钟 满分：100 分)第卷(选择题，共 52 分)一、选择题(本大题共 13 小题，每小题 4 分，共 52 分，每小题至少有一个选项是正确的，全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，错选或不答的得 0 分)1关于磁场的方向，下列叙述中不正确的是( )A磁感线上某一点的切线方向B磁场 N 极到 S 极的方向C小磁针静止时北极所指的方向D小磁针的北极受力方向解析：磁感线上某一点的切线方向即是该点的磁场方向，A 正确在条形磁铁内部磁感线从 S 极到 N 极，磁场方向也从 S 极到 N 极，B 错误磁场方向规定为小磁针北极的受力
2、方向或静止时小磁针北极的指向，C、D 正确，故选 B答案：B2如图所示，一根长直导线穿过载有恒定电流的金属环的中心且垂直于环面，导线和金属环中的电流如图所示，那么金属环所受安培力( )A沿圆环半径向里 B等于零C沿圆环半径向外 D水平向左解析：环形电流I1和直线电流I2激发的磁场的磁感线处处平行，所以金属环所受安培力为零，故 B 正确，A、C、D 错误答案：B3如图所示，在正交的匀强电场和磁场的区域内(磁场水平向内)，有一粒子恰能沿直线飞过此区域(不计粒子重力)( )A若粒子带正电，E方向应向下B若粒子带负电，E方向应向上C若粒子带正电，E方向应向上D不管粒子带何种电，E方向都向下解析：若粒子
3、带正电，所受洛伦兹力向上，电场力与其平衡，应该向下，E方向应向下，当粒子带负电时，电场力、洛伦兹力方向都与带正电荷时相反，也能沿直线做匀速直线运动，A、D 对答案：AD4(2015邯郸联考)长为L的通电直导线放在倾角为的光滑斜面上，并处在磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示，当B方向竖直向上，电流为I1时导体处于平衡状态，若B方向改为垂直斜面向上，则电流为I2时导体处于平衡状态，电流比值应为( )I1 I2Acos B1 cosCsin D1 sin解析：磁场方向竖直向上，安培力水平方向由平衡条件可得，mgtanBI1L，磁场方向垂直于斜面向上，安培力沿斜面向上由平衡条件可得，mgsinBI2
4、L，联立解得，I1I21cos，B 选项正确答案：B5.如图所示的是速度选择器示意图，若要正常工作，则以下论述正确的是( )AP1的电势必须高于P2的电势B磁感应强度B、电场强度E和被选择的粒子速率v应满足vBEC从S2出来的只能是正电荷，不能是负电荷D若把磁场和电场的方向都改变为原来的相反方向，速度选择器同样正常工作解析：粒子通过速度选择器的过程中必须满足洛伦兹力与电场力平衡P1的电势必须低于P2的电势，A 错误；磁感应强度B、电场强度E和被选择的粒子速率v应满足BqvEq，B 错；从S2出来的可以是正电荷，也可以是负电荷，C 错；若把磁场和电场的方向都改变为原来的相反方向，洛伦兹力与电场力
5、仍然平衡，D 正确答案：D6图中的D为置于电磁铁两极间的一段通电直导线，电流方向垂直于纸面向里，在开关 S 接通后，导线D所受磁场力的方向是( )A向上 B向下C向左 D向右解析：由安培定则知，软铁芯在导线处的磁场方向向左，由左手定则可判定导线D受到的磁场力方向向上，A 项正确答案：A7(2014安庆二模)如图所示，a、b为竖直正对放置的平行金属板构成的偏转电场，其中a板带正电，两板间的电压为U，在金属板下方存在一有界的匀强磁场，磁场的上边界为与两金属板下端重合的水平面PQ，PQ下方的磁场范围足够大，磁场的磁感应强度大小为B，一比荷为 带正电粒子以速度为v0从两板中间位置与a、b平行方向射入偏
6、转电场，q m不计粒子重力，粒子通过偏转电场后从PQ边界上的M点进入磁场，运动一段时间后又从PQ边界上的N点射出磁场，设M、N两点距离为x(M、N点图中未画出)则以下说法中正确的是( )A只减小磁感应强度B的大小，则x减小B只增大初速度v0的大小，则x减小C只减小偏转电场的电压U的大小，则x不变D只减小带电粒子的比荷 大小，则x不变q m解析：带电粒子在复合场中的运动如图所示： 设进入磁场中的速度大小为v，方向与水平面PQ夹角为，根据几何关系可得 sin，v ；在磁场中v0 vv0 sin洛伦兹力提供向心力，qvBm，解得r，根据几何关系可知x2rsinv2 rmv qB ；磁感应强度B减小，
7、x变大，故 A 选项错误；增大初速度v0的大小，x2mvsin qB2mv0 qB变大，故 B 选项错误；减小偏转电场的电压U的大小，则x不变，故 C 选项正确；减小为带电粒子的比荷 大小，则x变大，故 D 选项错误q m答案：C8(2014青岛一模)如图所示，在边长为L的正方形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，有一带正电的电荷，从D点以v0的速度沿DB方向射入磁场，恰好从A点射出，已知电荷的质量为m，带电量为q，不计电荷的重力，则下列说法正确的是( )A匀强磁场的磁感应强度为 mv0 qLB电荷在磁场中运动的时间为 L v0C若电荷从CD边界射出，随着入射速度的减小，电荷在磁场中运动的时间会
8、减小D若电荷的入射速度变为 2v0，则粒子会从AB中点射出解析：分析轨迹，带电粒子的轨道半径rL，根据牛顿第二定律，洛伦兹力提供向心力，qvBm，联立解得B，故 A 选项正确；电荷在磁场中运动了 周期，根据v2 rmv0 qL1 4qvBmr，解得T，代入数据t ，故 B 选项错误；若电42 T22m qBT 4L 2v0荷从CD边界射出，运动的轨迹为半个圆周，电荷在磁场中运动的时间t，与入射速度无关，故 C 选项错误；若电荷的入射速度变为 2v0，T 2m qB得轨道半径R2L，如图所示： 2mv0 qBE是轨迹与AB边的交点，根据几何关系可知，EOF30，OFRcos30L 3，CFL，可
9、得E点不是AB的中点，故 D 选项错误(31)答案：A9三个质子 1、2 和 3 分别以大小相等的初速度v1、v2和v3经平板MN上的小孔O射入匀强磁场，各初速度的方向如图所示，磁场方向垂直纸面向里，整个装置处在真空中，且不计质子重力最终这三个质子打到平板MN上的位置到小孔的距离分别为s1、s2和s3，则( )As1s2s3 Bs2s3s1Cs1s3s2 Ds1s3s2解析：质子在磁场中做匀速圆周运动的半径r相同，由左手定则可以画出三个质子的轨迹，如图所示，v2与平板垂直，s2最大，v1和v3与平板的夹角相同，s1s3，故 D 项正确答案：D10(2015唐山一中模拟)2007 年诺贝尔物理学
10、奖授予了两位发现“巨磁电阻”效应的物理学家某探究小组查到某磁敏电阻在室温下的电阻随磁感应强度变化曲线如图甲所示，其中R、R0分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值为研究其磁敏特性设计了图乙所示电路关于这个探究实验，下列说法中正确的是( )A闭合开关 S，图乙中只增加磁感应强度的大小时，伏特表的示数增大B闭合开关 S，图乙中只增加磁感应强度的大小时，安培表的示数增大C闭合开关 S，图乙中只改变磁场方向与原来方向相反时，伏特表的示数减小D闭合开关 S，图乙中只改变磁场方向与原来方向相反时，安培表的示数减小解析：闭合开关 S，图乙中只增加磁感应强度的大小时，由图甲可知，磁敏电阻阻值变大，根据闭合电路欧姆
11、定律可知，伏特表的示数增大，安培表示数变小，A 选项正确，B选项错误；图乙中只改变磁场方向与原来方向相反时，磁敏电阻阻值不变，伏特表和安培表示数不变，C、D 选项错误答案：A11如图所示，水平放置的平行金属板a、b带有等量异种电荷，a板带正电，两板间有垂直于纸面向里的匀强磁场，若一个带正电的液滴在两板间做直线运动，其运动的方向是( )A沿竖直方向向下 B沿竖直方向向上C沿水平方向向左 D沿水平方向向右解析：正电荷受到的电场力竖直向下，重力也竖直向下，做直线运动时必须是洛伦兹力与这两个力方向相反，且大小与这两个力的合力相等，液滴必做匀速直线运动，否则洛伦兹力会发生变化失去平衡而做曲线运动故答案
12、D 正确答案：D121922 年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖若一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列说法中正确的是( )A该束带电粒子带负电B速度选择器的P1极板带正电C在B2磁场中运动半径越大的粒子，质量越大D在B2磁场中运动半径越大的粒子，比荷 越小q m解析：根据左手定则可确定粒子带正电，A 错误；由速度选择器中电场力和洛伦兹力方向相反知，P1板带正电，B 正确；根据qvB，r，故可以确定 C 错误，D 正确mv2 rmv qB答案：BD13质量为m、带电荷量为q的小物块，从倾角为的光滑绝缘斜面上由静止下滑，整个斜面置于方向水平向里
13、的匀强磁场中，磁感应强度为B，如图所示若带电小物块下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，下面说法中正确的是( )A小物块一定带正电荷B小物块在斜面上运动时做匀加速直线运动C小物块在斜面上运动时做加速度增大，而速度也增大的变加速直线运动D小物块在斜面上下滑过程中，当小球对斜面压力为零时的速率为mgcos Bq解析：小物块沿斜面下滑对斜面作用力为零时受力分析如图所示，小物块受到重力G和垂直于斜面向上的洛伦兹力F，故小物块带负电荷，A 选项错误；小物块在斜面上运动时合力等于mgsin保持不变，做匀加速直线运动，B 选项正确，C 选项错误；小物块在斜面上下滑过程中，当小物块对斜面压力为零时有qvBmgc
14、os，则有v，D 选项正确mgcos Bq答案：BD第卷(非选择题，共 48 分)二、计算题(本大题共 4 小题，共 48 分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的题要注明单位)14(2015邯郸联考)如图所示，两平行金属导轨间的距离L0.40 m，金属导轨所在的平面与水平面夹角37，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B0.50 T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场金属导轨的一端接有电动势E4.5 V、内阻r0.50 的直流电源现把一个质量m0.04 kg 的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止导体棒与金属导轨垂直、且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R2.5 ，金属导轨的
15、其他电阻不计，g取 10 m/s2.已知 sin370.60，cos370.80，试求：(1)导体棒受到的安培力大小；(2)导体棒受到的摩擦力的大小解析：(1)根据闭合电路欧姆定律得流过导体棒的电流，I1.5 A，根据安培力E Rr公式得FBIL0.3 N(2)导体棒受到重力、安培力、导轨的支持力和静摩擦力作用，根据左手定则可知安培力沿导轨向上，设静摩擦力沿导轨向上，列平衡关系式，Ffmgsin，解得f0.06 N，即导体棒受到的摩擦力大小为 0.06 N，方向沿导轨向下答案：(1)0.3 N (2)0.06 N15如图所示，在y0 的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面并指向纸面外，磁感应强度为B，一带正电的粒子以速度v0从O点射入磁场，入射方向在xOy平面内，与x轴正方向的夹角为，若粒子的电荷量和质量分别为q和m，试求粒子射出磁场时的位置坐标及在磁场中运动的时间解析：粒子的运动轨迹如图所示，由圆的对称性可知粒子从A点射出磁场时其速度方向与x轴的夹角仍为.设粒子的轨道半径为R，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律可得qv0Bmv/R，2 0设OA的距离为L，由几何关系可得L/2Rsin而A点的坐标为xL联立解得x2mv0sin/qB设粒子在磁场中的运动周期为T，则T2R/v粒子在场中运动轨迹
