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1、河南省高中物理 人教版選修3-1 第三章磁場 單元試卷
姓名:________ 班級:________ 成績:________
一、 選擇題 (共10題;共24分)
1. (2分) 下列物品中必須用到磁性材料的是( )
A . DVD碟片
B . 計算機上的磁盤
C . 鋼釘
D . 喝水用的搪瓷杯子
2. (2分) (2019高二上尚志月考) 如圖所示,兩個相同的絕緣細圓環(huán)帶有等量正電荷,電荷在圓環(huán)上的分布是均勻的,兩圓環(huán)相隔一定距離同軸平行固定放置,B、D分別為兩環(huán)圓心,C為BD中點。一帶負電的粒子從很遠處沿軸線向下依次穿
2、過兩環(huán),若粒子只受電場力作用,則在粒子運動過程中下列說法正確的是 ( )
A . 粒子經(jīng)過B點時加速度為零
B . 粒子經(jīng)過B點和C點時動能相等
C . 粒子從A到C的過程中,電勢能一直增大
D . 粒子從B到D的過程中,電場力做的總功為0
3. (2分) (2017衡陽模擬) 如圖所示,等腰直角三角形區(qū)域內有垂直于紙面向里的勻強磁場,磁感應強度的大小為B,AB邊長為L,B點處有一粒子源,可以沿BC邊成30的方向,向磁場中射入各種不同速率的帶有不同電性的帶電粒子,粒子質量都為m,電荷量都為q,則下列說法正確的是( )
A . 若粒子能從AB邊射出,則粒子的速度
3、不超過
B . .若粒子能從AB邊射出,則粒子的速度不超過
C . 若粒子能從BC邊射出,則粒子的速度不超過
D . 若粒子能從BC邊射出,則粒子的速度不超過
4. (2分) 如圖所示,用粗細均勻的電阻絲折成平面梯形框架,ab、cd邊均與ad邊成60角,ab=bc=cd=L,長度為L的電阻絲電阻為r,框架與一電動勢為E,內阻為r的電源相連接,垂直于框架平面有磁感應強度為B的勻強磁場,則框架受到的安培力的合力大小為( )
A . 0
B .
C .
D .
5. (2分) 一個原來靜止的 原子核,輻射出α粒子,它的兩個產(chǎn)物在垂直于它們速度方向的勻強磁場
4、中運動,它們的軌跡和運動方向(圖中用箭頭表示)可能是下圖中哪一個(下圖中半徑大小沒有按比例畫)( )
A .
B .
C .
D .
6. (2分) 如圖空間存在水平向左的勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁場,電場和磁場相互垂直。在電磁場區(qū)域中,有一個豎直放置的光滑絕緣圓環(huán),環(huán)上套有一個帶正電的小球。O點為圓環(huán)的圓心,abc為圓環(huán)上的三個點,a點為最高點c點為最低點,Ob沿水平方向。已知小球所受電場力與重力大小相等。現(xiàn)將小球從環(huán)的頂端a點由靜止釋放。下列判斷正確的是( )
A . 當小球運動的弧長為圓周長的1/4時,洛侖茲力最大
B . 當小球運動的弧長為圓
5、周長的1/2時,洛侖茲力最大
C . 小球從a點到b點,重力勢能減小,電勢能增大
D . 小球從b點運動到c點,電勢能增大,動能先增大后減小
7. (3分) (2017自貢模擬) 如圖所示,在0≤x≤ a、0≤y≤a的長方形區(qū)域由垂直于xoy平面向外的勻強磁場,磁感應強度大小為B,坐標原點O處由一粒子源,在某時刻發(fā)射大量質量為m、電荷量為q的帶正電粒子(重力不計),其速度方向均在xoy平面內的第一象限,且與y軸正方向的夾角分布在0~90范圍內,速度大小不同,且滿足 ≤v≤ ,已知粒子在磁場中做圓周運動的周期為T,則下列說法正確的是( )
A . 最先從磁場上邊界飛出的粒
6、子經(jīng)歷的時間為
B . 最先從磁場上邊界飛出的粒子經(jīng)歷的時間小于
C . 最后從磁場中飛出的粒子經(jīng)歷的時間為
D . 最后從磁場中飛出的粒子經(jīng)歷的時間小于
8. (3分) (2017高三上錦州期末) 如圖所示,兩個質量相等的帶電粒子a、b在同一位置A以大小相同的速度射入同一勻強磁場,兩粒子的入射方向與磁場邊界的夾角分別為30和60,經(jīng)磁場偏轉后兩粒子都經(jīng)過B點,AB連線與磁場邊界垂直,則( )
A . a粒子帶正電,b粒子帶負電
B . 兩粒子的軌道半徑之比Ra:Rb= :1
C . 兩粒子所帶電荷量之比qa:qb= :1
D . 兩粒子的運動時間之比ta
7、:tb=2:
9. (3分) 內壁光滑,水平放置的玻璃圓環(huán)內,有一直徑略小于環(huán)口直徑的帶正電小球,以速度 沿逆時針方向勻速轉動,如圖所示,若在此空間突然加上方向豎直向上、磁感應強度B隨時間成正比增加的變化磁場,設運動過程中小球帶電量不變,則以下說法正確的是
A . 小球對玻璃環(huán)的壓力一定不斷增大
B . 小球受到的磁場力一定不斷增大
C . 小球先沿逆時針方向減速運動一段時間后沿順時針方向加速運動
D . 電場力對小球先做負功后做正功
10. (3分) 美國物理學家勞倫斯于1932年發(fā)明的回旋加速器,應用帶電粒子在磁場中做圓周運動的特點,能使粒子在較小的空間范圍內經(jīng)過
8、電場的多次加速獲得較大的能量,使人類在獲得較高能量帶電粒子方面前進了一大步.如圖為一種改進后的回旋加速器示意圖,其中盒縫間的加速電場場強大小恒定,且被限制在AC板間,虛線中間不需加電場,如圖所示,帶電粒子從P0處以速度v0沿電場線方向射入加速電場,經(jīng)加速后再進入D形盒中的勻強磁場做勻速圓周運動,對這種改進后的回旋加速器,下列說法正確的是( )
A . 帶電粒子每運動一周被加速一次
B . 帶電粒子每運動一周P1P2等于P2P3
C . 加速粒子的最大速度與D形盒的尺寸有關
D . 加速電場方向需要做周期性的變化
二、 填空題 (共1題;共10分)
11. (10分) (
9、2017高二上宜春期末) 如圖所示為等離子體發(fā)電機原理的示意圖,平行金屬板間距為d,有足夠的長度跟寬度,其間有勻強磁場,磁感應強度為B,方向如圖,等離子體的流速為v,發(fā)電機等效內阻為r,負載電阻為R,等離子體從一側沿著垂直磁場且與極板平行的方向射入極板間.已知電子電量為e,忽略金屬板邊緣效應,求:
(1)
打在上極板上的離子的帶電性質;
(2)
閉合開關后等離子發(fā)電機能提供的最大功率.
三、 實驗題 (共1題;共11分)
12. (11分) 圖中虛線框內存在一沿水平方向、且與紙面垂直的勻強磁場?,F(xiàn)通過測量通電導線在磁場中所受的安培力,來測量磁場的磁感應強度大小、并判定其方向
10、。所用部分器材已在圖中給出,其中D為位于紙面內的U形金屬框,其底邊水平,兩側邊豎直且等長;E為直流電源;R為電阻箱; 為電流表;S為開關。此外還有細沙、天平、米尺和若干輕質導線。
(1) 在圖中畫線連接成實驗電路圖。
(2) 完成下列主要實驗步驟中的填空:
①按圖接線。
②保持開關S斷開,在托盤內加入適量細沙,使D處于平衡狀態(tài);然后用天平稱出細沙質量m1。
③閉合開關S,調節(jié)R的值使電流大小適當,在托盤內重新加入適量細沙,使D________;然后讀出________,并用天平稱出________。
④用米尺測量________。
(3) 用測量的物理量和重力加速度g表示
11、磁感應強度的大小,可以得出B=________。
(4) 判定磁感應強度方向的方法是:若________,磁感應強度方向垂直紙面向外;反之,磁感應強度方向垂直紙面向里。
四、 解答題 (共4題;共45分)
13. (5分) 如圖所示,t=0時,豎直向上的勻強磁場磁感應強度B0=0.5T,并且以 =1T/s在變化,水平導軌不計電阻,且不計摩擦阻力,寬為0.5m,長L=0.8m.在導軌上擱一導體桿ab,電阻R0=0.1Ω,并且水平細繩通過定滑輪吊著質量M=2kg的重物,電阻R=0.4Ω,問經(jīng)過多少時間能吊起重物?(g=10m/s2)
14. (15分) (2018衡水模擬) 如
12、圖所示,一內壁光滑的絕緣圓管A加固定在豎直平面內。圓管的圓心為O,D點為圓管的最低點,AB兩點在同一水平線上,AB=2L,圓環(huán)的半徑為r= (圓管的直徑忽略不計),過OD的虛線與過AB的虛線垂直相交于C點。在虛線AB的上方存在水平向右的、范圍足夠大的勻強電場;虛線AB的下方存在豎直向下的、范圍足夠大的勻強電場,電場強度大小等于 。圓心O正上方的P點有一質量為m、電荷量為 ( >0)的絕緣小物體(視 為質點),PC間距為L?,F(xiàn)將該小物體無初速釋放,經(jīng)過一段時間,小物體剛好沿切線無碰撞地進入圓管內,并繼續(xù)運動。重力加速度用g表示。
(1) 虛線AB上方勻強電場的電場強度為多大?
13、
(2) 小物體從管口B離開后,經(jīng)過一段時間的運動落到虛線AB上的N點(圖中未標出N點),則N點距離C點多遠?
(3) 小物體由P點運動到N點的總時間為多少?
15. (10分) (2019高三上大名期末) 如圖所示,靜止于A處的離子,經(jīng)電壓為U的加速電場加速后沿圖中圓弧虛線通過靜電分析器,從P點垂直CN進入矩形區(qū)域的有界勻強電場,電場方向水平向左。靜電分析器通道內有均勻輻向分布的電場,已知圓弧所在處電場強度為E0 , 方向如圖所示;離子質量為m、電荷量為q;QN=2d,PN=3d,離子重力不計。
(1) 求圓弧虛線對應的半徑R的大??;
(2) 若離子恰好能打在NQ的中點上
14、,求矩形區(qū)域QNCD內勻強電場電場強度E的值;
16. (15分) (2019高二下南寧期末) 如圖所示,豎直平面內有半徑R=0.8m的四分之一光滑圓弧軌道與長CD = 2.0m的絕緣水平面平滑連接。水平面右側空間存在互相垂直的勻強電場和勻強磁場,電場強度E=40N/C,方向豎直向上,磁場的磁感應強度B=1.0T,方向垂直紙面向外。兩個質量均為m=2.010-6kg的小球a和b,a球不帶電,b球帶q=1.010-6C的正電,并靜止于水平面右邊緣處。將a球從圓弧軌道頂端由靜止釋放,運動到D點與b球發(fā)生正碰,碰撞時間極短,碰后兩球粘合成一體飛入復合場中,最后落在地面上的P點。已知小球a在水平面
15、上運動時所受的摩擦阻力f=0.1mg,DP =2DN,取g=10m/s2. a、b均可作為質點。(結果保留三位有效數(shù)字)求:
(1) 小球在C點對軌道的壓力大??;
(2) 小球a與b相碰后瞬間速度的大小v;
(3) 水平面離地面的高度h.
第 14 頁 共 14 頁
參考答案
一、 選擇題 (共10題;共24分)
1-1、
2-1、
3-1、
4-1、
5-1、
6-1、
7-1、
8-1、
9-1、
10-1、
二、 填空題 (共1題;共10分)
11-1、
11-2、
三、 實驗題 (共1題;共11分)
12-1、
12-2、
12-3、
12-4、
四、 解答題 (共4題;共45分)
13-1、
14-1、
14-2、
14-3、
15-1、
15-2、
16-1、
16-2、
16-3、