2018-2019學(xué)年高中物理 第3章 磁場(chǎng)章末測(cè)試試題 新人教版選修3-1.doc

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第3章 磁場(chǎng) 一、選擇題（共8小題） 1．關(guān)于地磁場(chǎng)，下列敘述正確的是 A．地球的地磁兩極和地理兩極重合 B．我們用指南針確定方向，指南的一極是指南針的北極 C．地磁的北極與地理的南極重合 D．地磁的北極在地理南極附近 2．如圖所示為某條形磁鐵磁場(chǎng)的部分磁感線。則下列說(shuō)法正確的是 A．該磁場(chǎng)是勻強(qiáng)磁場(chǎng) B．a(chǎn)點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度比b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大 C．a(chǎn)點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度比b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度小 D．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的磁場(chǎng)方向相反 3．（2018云南省建水縣高三四校聯(lián)考）四根相互平行的通電長(zhǎng)直導(dǎo)線a、b、c、d電流均為I，如圖所示放在正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上，每根通電直導(dǎo)線單獨(dú)存在時(shí)，四邊形中心O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度都是B，則四根通電導(dǎo)線同時(shí)存在時(shí)O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向?yàn)? A．2B，方向向左 B．2B，方向向下 C．2B，方向向右 D．2B，方向向上 4．（2018云南省昭通市高三五校聯(lián)合測(cè)試）電磁炮是一種理想的兵器，它的主要原理如圖所示，利用這種裝置可以把質(zhì)量為m=2.0 g的彈體（包括金屬桿EF的質(zhì)量）加速到6 km/s，若這種裝置的軌道寬為d=2 m，長(zhǎng)L=100 m，電流I=10 A，軌道摩擦不計(jì)且金屬桿EF與軌道始終接觸良好，則下列有關(guān)軌道間所加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)力的最大功率結(jié)果正確的是 A．B=18 T，Pm=1.08108 W B．B=0.6 T，Pm=7.2104 W C．B=0.6 T，Pm=3.6106 W D．B=18 T，Pm=2.16106 W 5．實(shí)驗(yàn)室經(jīng)常使用的電流表是磁電式儀表。這種電流表的構(gòu)造如圖甲所示。蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場(chǎng)是均勻地輻向分布的。當(dāng)線圈通以如圖乙所示的電流，下列說(shuō)法不正確的是 A．線圈轉(zhuǎn)到什么角度，它的平面都跟磁感線平行 B．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，螺旋彈簧被扭動(dòng)阻礙線圈轉(zhuǎn)動(dòng) C．當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖乙所示的位置時(shí)，b端受到的安培力方向向上 D．當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖乙所示的位置時(shí)，安培力的作用使線圈沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng) 6．（2018甘肅重點(diǎn)中學(xué)協(xié)作體高三上學(xué)期第一次聯(lián)考）有兩根長(zhǎng)直導(dǎo)線a、b互相平行放置，如圖所示為垂直于導(dǎo)線的截面圖。在圖中所示的平面內(nèi)，O點(diǎn)為兩根導(dǎo)線連線的中點(diǎn)，M、N為兩根導(dǎo)線附近的兩點(diǎn)，它們?cè)趦蓪?dǎo)線連線的中垂線上，且與O點(diǎn)的距離相等。若兩導(dǎo)線中通有大小相等、方向相同的恒定電流I，則關(guān)于線段MN上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的說(shuō)法中正確的是 A．M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同 B．M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反 C．在O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向水平向右 D．在O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向水平向左 7．如圖所示，L1和L2為平行虛線，L1上方和L2下方都有垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，A、B兩點(diǎn)都在L2上。帶電粒子從A點(diǎn)以初速度v與L2成30角斜向上射出，經(jīng)偏轉(zhuǎn)后正好過(guò)B點(diǎn)，經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)速度的方向也斜向上，粒子重力不計(jì)。下列說(shuō)法中正確的是 A．帶電粒子經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度一定與在A點(diǎn)時(shí)的速度相同 B．若將帶電粒子在A點(diǎn)時(shí)的初速度變大（方向不變），它仍能經(jīng)過(guò)B點(diǎn) C．若將帶電粒子在A點(diǎn)的初速度方向改為與L2成60角斜向上，它也一定經(jīng)過(guò)B點(diǎn) D．粒子一定帶正電荷 8．（2018山東省日照市高三校際聯(lián)考）質(zhì)譜儀是測(cè)帶電粒子質(zhì)量和分析同位素的一種儀器，它的工作原理是帶電粒子（不計(jì)重力）經(jīng)同一電場(chǎng)加速后，垂直進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)做圓周運(yùn)動(dòng)，然后利用相關(guān)規(guī)律計(jì)算出帶電粒子質(zhì)量。其工作原理如圖所示。虛線為某粒子運(yùn)動(dòng)軌跡，由圖可知 A．此粒子帶負(fù)電 B．下極板S2比上極板S1電勢(shì)高 C．若只減小加速電壓U，則半徑r變大 D．若只減小入射粒子的質(zhì)量，則半徑r變小 二、填空題（共2小題） 9．（2018山東省濟(jì)南第一中學(xué)高二學(xué)考模擬）電子射線管放在兩個(gè)磁極之間，電子束的偏轉(zhuǎn)方向如圖中虛線所示。蹄形磁鐵的A端是____________極。 10．如圖所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的等邊三角形abc為兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的理想邊界，三角形內(nèi)的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，三角形外的磁場(chǎng)范圍足夠大，方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小也為B。把一粒子源放在頂點(diǎn)a處，它將沿∠a的角平分線發(fā)射質(zhì)量為m，電荷量為q，初速度為的帶負(fù)電粒子（粒子重力不計(jì)），帶電粒子第一次到達(dá)b點(diǎn)的時(shí)間是________，第一次到達(dá)c點(diǎn)的時(shí)間是____________。 三、計(jì)算題（共3小題） 11．如圖所示，直線MN上方為磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一電子（質(zhì)量為m、電荷量為e）以v的速度從點(diǎn)O與MN成30角的方向射入磁場(chǎng)中，求： （1）電子從磁場(chǎng)中射出時(shí)距O點(diǎn)多遠(yuǎn)？ （2）電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為多少？ 12．（2018第一次浙江省普通高校招生選考）如圖所示，x軸上方存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，坐標(biāo)原點(diǎn)處有一正離子源，單位時(shí)間在xOy平面內(nèi)發(fā)射n0個(gè)速率為υ的離子，分布在y軸兩側(cè)各為θ的范圍內(nèi)。在x軸上放置長(zhǎng)度為L(zhǎng)的離子收集板，其右端點(diǎn)距坐標(biāo)原點(diǎn)的距離為2L，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0時(shí)，沿y軸正方向入射的離子，恰好打在收集板的右端點(diǎn)。整個(gè)裝置處于真空中，不計(jì)重力，不考慮離子間的碰撞，忽略離子間的相互作用。 （1）求離子的比荷； （2）若發(fā)射的離子被收集板全部收集，求θ的最大值； （3）假設(shè)離子到達(dá)x軸時(shí)沿x軸均勻分布。當(dāng)θ=37，磁感應(yīng)強(qiáng)度在B0≤B≤3B0的區(qū)間取不同值時(shí)，求單位時(shí)間內(nèi)收集板收集到的離子數(shù)n與磁感應(yīng)強(qiáng)度B之間的關(guān)系（不計(jì)離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間） 13．（2018云南省建水縣高三四校聯(lián)考）如圖，在xOy平面的第一，四象限內(nèi)存在著方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，第四象限內(nèi)存在方向沿–y方向，電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)。從y軸上坐標(biāo)為a的一點(diǎn)向磁場(chǎng)區(qū)發(fā)射速度大小不等的帶正電同種粒子，速度方向范圍是與+y方向成30~150，且在xOy平面內(nèi)。結(jié)果所有粒子經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后都垂直打到x軸上，然后進(jìn)入第四象限的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)。已知帶電粒子電荷量為q，質(zhì)量為m，粒子的重力及粒子間相互作用不計(jì)。求： （1）垂直y軸方向射入磁場(chǎng)粒子運(yùn)動(dòng)的速度大小v1； （2）求粒子在第Ⅰ象限的磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間與最短時(shí)間差。； （3）從x軸上x=（–1）a點(diǎn)射人第四象限的粒子穿過(guò)電磁場(chǎng)后經(jīng)過(guò)y軸上y=–b的點(diǎn)，求該粒子經(jīng)過(guò)y=–b點(diǎn)的速度大小。 導(dǎo)線產(chǎn)生的B方向ca，大小為B，則根據(jù)平行四邊形定則進(jìn)行合成可知，所以四根導(dǎo)線同時(shí)存在時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B，方向水平向左。故選A。 【名師點(diǎn)睛】此題考查安培定則以及磁場(chǎng)的疊加問(wèn)題；關(guān)鍵是能用右手定則判斷磁場(chǎng)的方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，疊加時(shí)滿足平行四邊形法則。 4．D【解析】通電金屬桿在磁場(chǎng)中受安培力的作用而對(duì)彈體加速，由功能關(guān)系得BIdL=，代入數(shù)值解得B=18 T；當(dāng)速度最大時(shí)磁場(chǎng)力的功率也最大，即Pm=BIdvm，代入數(shù)值得Pm=2.16106W，故ABC錯(cuò)誤，D正確。 5．C【解析】均勻輻向磁場(chǎng)的特點(diǎn)是大小相等，方向指向圓心或方向延長(zhǎng)線過(guò)圓心，線圈到任意位置，其平面與磁感線平行，A正確；線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，螺旋彈簧被扭動(dòng)產(chǎn)生彈力，彈力方向與扭動(dòng)方向相反，阻礙線圈轉(zhuǎn)動(dòng)，B正確；由左手定則可知a端受安培力向上，b端受安培力向下所以，C錯(cuò)誤，D正確。 【名師點(diǎn)睛】容易題，掌握均勻輻向磁場(chǎng)的分布特點(diǎn)及電流表的工作原理是解決本題的關(guān)鍵。 6．B【解析】根據(jù)安培定則判斷得知，兩根通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向均沿逆時(shí)針?lè)较?，由于?duì)稱，兩根通電導(dǎo)線在MN兩點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，根據(jù)平行四邊形進(jìn)行合成得到，M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，M點(diǎn)磁場(chǎng)向下，N點(diǎn)磁場(chǎng)向上，方向相反。故A錯(cuò)誤，B正確；O點(diǎn)處，兩導(dǎo)線各自形成的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反，合磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，故CD錯(cuò)誤。故選B。 【名師點(diǎn)睛】本題考查安培定則和平行四邊定則的綜合應(yīng)用，注意矢量的合成法則的應(yīng)用。注意明確導(dǎo)線磁感應(yīng)強(qiáng)度的分布規(guī)律，并明確立體圖的分析方法。 【名師點(diǎn)睛】解答帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，關(guān)鍵是畫出粒子圓周的軌跡。往往要抓住圓的對(duì)稱性。就本題而言，（1）作出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡圖，通過(guò)幾何關(guān)系求出A、B兩點(diǎn)間的距離。（2）質(zhì)量為m的粒子從某點(diǎn)以初速度v與L2成一定角度射出，經(jīng)過(guò)偏轉(zhuǎn)后，第一次以相同方向的速度通過(guò)L2的另一點(diǎn)時(shí)，兩點(diǎn)間的距離，判斷AB間的距離是否是x的整數(shù)倍，如果是，知粒子能再次通過(guò)B點(diǎn)。 【名師點(diǎn)睛】電子射線管中電子從負(fù)極射向正極，電子受到洛倫茲力，電子束向下偏轉(zhuǎn)，根據(jù)左手定則判斷可知洛倫茲力方向，進(jìn)而判斷磁感線方向。 10． 根據(jù)，可知粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑為L(zhǎng)，據(jù)左手定則可知在三角形區(qū)域內(nèi)粒子轉(zhuǎn)動(dòng)的圓心角為，第一次經(jīng)過(guò)c點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間，三角形外部區(qū)域經(jīng)過(guò)，粒子到達(dá)b點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間，則第一次到達(dá)b點(diǎn)，所用時(shí)間。 11．（1） （2） （1）由左手定則可判斷出電子應(yīng)落在ON之間，根據(jù)幾何關(guān)系可解得圓心角為60 根據(jù)evB=m得 r= 則電子出射點(diǎn)距O點(diǎn)的距離等于電子的運(yùn)動(dòng)半徑 d=r= （2）電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間應(yīng)為t=T== 12．（1） （2） （3）時(shí)， 時(shí)，；時(shí)，有 （1）洛倫茲力提供向心力，故 ，恰好收集不到粒子時(shí)的半徑為R2，有 即，當(dāng)時(shí) 設(shè)，解得 當(dāng)時(shí)，所有粒子都不能打到收集板上， 13．（1） （2） （3） （1）設(shè)速度v粒子與y軸夾角θ，垂直達(dá)到x軸上滿足：a=Rsinθ 由牛頓第二定律得：qvB=m 解得： 當(dāng)θ=90時(shí) 有：v1= 速度為： 設(shè)到達(dá)y軸速度v，由動(dòng)能定理得：qEb=mv2–mv02 解得：