深圳市龍文一對(duì)一高中物理選修31《第三章磁場(chǎng)》狀元培優(yōu)單元測(cè)試題(人教版附答案)

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1、深圳市龍文一對(duì)一 2019-2019 學(xué)年 高中物理選修 3-1 《第三章 磁場(chǎng)》狀元培優(yōu)單元測(cè)試題（人教版附答案） 一、選擇題 1、如圖 2 所示， ab 是一個(gè)可繞垂直于紙面的軸 O 轉(zhuǎn)動(dòng)的閉合矩形線框， 當(dāng)滑動(dòng)變阻器 R 的 滑動(dòng)片 P 自左向右滑行時(shí)，線框?qū)ⅲ?） A. 保持靜止不動(dòng) B. 沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng) C. 沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng) D. 發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，但因電源極性不明，無(wú)法確定轉(zhuǎn)動(dòng)方向 2、一個(gè)閉合電路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)較大，是因?yàn)榇┻^(guò)這個(gè)閉合電路的 A．磁感應(yīng)強(qiáng)度大 B ．磁通量較大 C ．磁通量的變化較快 D ．磁通量的變化

2、量大 3、如圖甲所示，垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的區(qū)域?qū)挾葹?2L，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為 ，一邊長(zhǎng)為 L、電阻為 R 的正方 向均勻?qū)Ь€框 ABCD從圖示位置開(kāi)始沿 x 軸正方向以速度 v 勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域， 在乙圖中給出的線框 C、D 兩端的電壓 與線框移動(dòng)距離 x 的關(guān)系的圖像正確的是 4、如圖所示，一個(gè)帶正電的滑環(huán)套在水平且足夠長(zhǎng)的粗糙的絕緣桿上，整個(gè)裝置處于方向如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中， 現(xiàn)給滑環(huán)一個(gè)水平向右的瞬時(shí)作用力，使其開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，則滑環(huán)在桿上的運(yùn)動(dòng)情況不可能的是 ( ) A. 始終做勻速運(yùn)動(dòng) B. 始終做減速運(yùn)動(dòng)，最后靜

3、止于桿上 C. 先做加速運(yùn)動(dòng)，最后做勻速運(yùn)動(dòng) D. 先做減速運(yùn)動(dòng)，最后做勻速運(yùn)動(dòng) 5、一束幾種不同的正離子，垂直射入有正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域里，離子束保持原運(yùn)動(dòng)方向未發(fā)生偏轉(zhuǎn)，接 著進(jìn)入另一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)這些離子分成幾束，如圖所示．對(duì)這些正離子，可得出結(jié)論 ( ) A．它們的動(dòng) 能一定各不相同 B ．它們的電量一定各不相同 C．它們的質(zhì)量一定各不相同 D．它們的比荷一定各不相同 6、如圖，一束負(fù)離子從 S 點(diǎn)沿水平方向射出，在沒(méi)有電、磁場(chǎng)時(shí)恰好擊中熒光屏上的坐標(biāo)原點(diǎn) O；若同時(shí)加上電場(chǎng) 和磁場(chǎng)后，負(fù)離子束

4、最后打在熒光屏上坐標(biāo)系的第Ⅲ象限中，則所加電場(chǎng) E 和磁場(chǎng) B 的方向可能是 ( 不計(jì)離子重力及 相互作用力 ) （ ） A． E 向上， B 向上 B． E 向下， B 向下 C． E 向上， B 向下 D ． E 向下， B 向上 7、如圖 4，一匝數(shù)為 N、面積為 S、總電阻為 R的圓形線圈，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于線 圈平面．當(dāng)線圈由原位置翻轉(zhuǎn) 180過(guò)程中，通過(guò)線圈導(dǎo)線橫截面的電荷量為 A ． B ． C ． D ．

5、 第 1 頁(yè) 8、帶電粒子 a、 b 在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，他們的動(dòng)量大小相等， a 運(yùn)動(dòng)的半徑大于 b 運(yùn) 動(dòng)的半徑。若 a、 b 的電荷量分別為 qa、 qb，質(zhì)量分別為 ma、 mb, 周期分別為 Ta、 Tb。則一定有 A． B． C． D． 9、圖示是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖，帶電粒子被加速電場(chǎng)加速后，進(jìn)入速度選擇器。速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強(qiáng) 磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)的強(qiáng)度分別為 B 和 ，平板 S 上有可讓粒子通過(guò)的狹縫 P 和記錄粒子位置的膠片 ，平板 S 下方 E

6、 有強(qiáng)度為 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，下列表述錯(cuò)誤的是： （ ） A、質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具 B 、速度選擇器中的磁場(chǎng)方向垂直紙面向內(nèi) C、能通過(guò)狹縫 P 的帶電粒子的速率等于 D、粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫 P，粒子的比荷越大 10、如圖，空間某區(qū)域存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)方向豎直向上（與紙面平行），磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，三 個(gè)帶正電的微粒 a，b，c 電荷量相等，質(zhì)量分別為 ma，mb，mc，已知在該區(qū)域內(nèi)， a 在紙面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)， b 在紙 面內(nèi)向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，

7、 c 在紙面內(nèi)向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)。下列選項(xiàng)正確的是 A． B． C． D． 二、填空題 11、磁流體發(fā)電是一項(xiàng)新興技術(shù)，它可以把物體的內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電能。如圖是磁 流體發(fā)電機(jī)的裝置： A、 B 組成一對(duì)平行電極，兩極間距為 d，內(nèi)有磁感強(qiáng)度為 B 的 勻強(qiáng)磁場(chǎng)，現(xiàn)持續(xù)將一束等離子體 ( 即高溫下電離的氣體，含有大量帶正電和帶負(fù)電 的帶電粒子，而整體呈中性 ) 垂直噴射入磁場(chǎng)， 、 B 兩板間便產(chǎn)生電壓。 、 B 板哪 A A 一個(gè)是發(fā)電機(jī)的正極 ________

8、 每個(gè)離子的速度為 v，電量大小為 q，穩(wěn)定時(shí)， 磁流體發(fā)電機(jī)的電 動(dòng)勢(shì) ＝ ________ E 12、如圖所示為一磁流體發(fā)電機(jī)示意圖， A、 B 是平行正對(duì)的金屬板，等離子體（電離的氣體， 由自由電子和陽(yáng)離子構(gòu)成，整體呈電中性）從左側(cè)進(jìn)入，在 t 時(shí)間內(nèi)有 n 個(gè)自由電子落在 B 板 上（電子電量為 ），則 R 中的電流大小為 ________ 方向?yàn)? _________ e 13、如圖所示，三塊完全相同的磁

9、鐵套在固定于水平面的光滑豎直桿上。 相鄰磁鐵間同名磁極相對(duì)。 平衡后 AB都懸浮在空中， 則此時(shí)磁鐵間的距離滿足 1 2（選填 “＞” 、“＜” 或“ =”）。 h h 用手緩慢下壓 A 磁鐵，忽略 AC之間的作用，則磁鐵之間因?yàn)橄嗷プ饔昧Χa(chǎn)生的勢(shì)能 將 （選填“增大”、“減小”或“不變”）。 14、如圖所示直線 MN上方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直紙面向外，正、負(fù)電子同時(shí)從同 一點(diǎn) O以與 MN成 30角的同樣速度 v 射入磁場(chǎng)（電子質(zhì)量為 m，電荷量為

10、e）， 它們 從磁場(chǎng)中射出時(shí)相距 ___________ ；射出的時(shí)間差是 __________ 第 2 頁(yè) 15、如圖 A-6 所示，導(dǎo)體框架有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)，磁感應(yīng)強(qiáng)度 B=0.2T ，電阻 R 1 =R 2 =1 Ω ，可動(dòng)導(dǎo)體的電阻為 0.5 Ω ，導(dǎo)體框的電阻不計(jì)， AB 長(zhǎng)度為 0.5m ，當(dāng) AB 以 10m/s 的速度勻速移動(dòng)的過(guò)程中， AB 兩端的電壓 U AB =______V ，所需外力的大小 F=______N ，外力的功率 PF=______W 三、多項(xiàng)選擇

11、 16、關(guān)于磁場(chǎng)中的通電導(dǎo)線和運(yùn)動(dòng)電荷的有關(guān)說(shuō)法中正確的是 ( ) A．磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力方向一定與磁場(chǎng)方向垂直 B ．通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中一定會(huì)受到安培力的作用 C．帶電粒子在磁場(chǎng)中也可能做勻速直線運(yùn)動(dòng) D ．在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的帶電粒子，其動(dòng)能一定不變，而速度一定變化 17、帶電小球以一定的初速度 v0 豎直向上拋出，能夠達(dá)到的最大高度為 h1；若加上水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且保持初 速度仍為 v0，小球上升的最大高度為 h2；若加上水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)， 且保持初速度仍為 v0 ，小球上升的最大高度為 h

12、 ，若加上豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，且保持初速度仍為 v ，小球上 3 0 升的最大高度為 h4，如圖所示．不計(jì)空氣阻力，則（ ） A．一定有 h =h 3 B ． 一定有 h ＜ h 4 1 1 C． h 與 h 無(wú)法比較 D ． h 1 與 h 無(wú)法比較 2 4

13、 2 18、【內(nèi)蒙古杭錦后旗奮斗中學(xué) 2019 屆高三上學(xué)期入學(xué)摸底考試?yán)砜凭C合】（多選）如圖所示，直角三角形 ABC區(qū) 域中存在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，比荷相同的兩個(gè)粒子（不計(jì)重力）沿 方向射入磁場(chǎng)，分別從 邊上的 、 Q 兩點(diǎn)射出， AB AC P 則： （ ） A．從 P 點(diǎn)射出的粒子速度大 B ．從 Q點(diǎn)射出的粒子向心力加速度大

14、 C．從 P 點(diǎn)射出的粒子角速度大 D ．兩個(gè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間一樣長(zhǎng) 19、 ( 多選 )(2019 廈門一模 ) 如圖所示 , 勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界為直角三角形 , ∠ EGF= 30 , 已知磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B, 方向垂直紙面向里 ,F 處有一粒子源 , 沿 FG方向發(fā)射出大量帶正電荷 q 的同種粒子 , 粒子質(zhì) 量為 m,粒子的初速度 v0 大小可調(diào) , 則下列說(shuō)法正確的是 ( ) A. 若粒子能到達(dá) EG邊界 , 則粒子速度越

15、大 , 從 F 運(yùn)動(dòng)到 EG邊的時(shí)間越長(zhǎng) B. 無(wú)論 v0 取何值 , 粒子都無(wú)法到達(dá) E 點(diǎn) C. 能到達(dá) EF 邊界的所有粒子所用的時(shí)間均等 D. 粒子從 F 運(yùn)動(dòng)到 EG邊所用的最長(zhǎng)時(shí)間為 20、( 多選 )(2019 黃山二模 ) 如圖所示 , 通電直導(dǎo)線 ab 質(zhì)量為 m、水平地放置在兩根傾角均為 θ 的光滑絕緣導(dǎo)體軌道 上 , 通以圖示方向的電流 , 電流強(qiáng)度為 E, 兩導(dǎo)軌之間距離為 l , 要使導(dǎo)線 ab 靜止在導(dǎo)軌上 , 則關(guān)于所加勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向 ( 從 b 向 a 看 ) 、大小的判

16、斷正確的是 ( ) A. 磁場(chǎng)方向豎直向上 , 磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B. 磁場(chǎng)方向豎直向下 , 磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 第 3 頁(yè) C. 磁場(chǎng)方向水平向右 , 磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 D. 磁場(chǎng)方向垂直斜面向上時(shí) , 磁感應(yīng)強(qiáng)度有最小值 四、計(jì)算題 21、如圖所示，半徑為 的圓形區(qū)域內(nèi)存在著垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 ?，F(xiàn)有一帶電離子（不計(jì) 重力）從 A 以速度 沿圓形區(qū)域的直徑射入磁場(chǎng)，已知離子從 A 點(diǎn)入射

17、到 C點(diǎn)射出磁場(chǎng)時(shí)速 度方向改變了 60o （ 1）該離子帶何種電荷； （ 2）求該離子的電荷量與質(zhì)量之比 22、如圖所示，水平放置的兩塊帶金屬極板 a、b 平行正對(duì) . 極板長(zhǎng)度為 l , 板間距為 d , 板間存在著方向堅(jiān)直向下、 場(chǎng)強(qiáng)大小為 E 的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng) . 假設(shè)電場(chǎng)、 磁場(chǎng)只顧在于兩板間 . 一質(zhì)量為 m 、電荷量為 q 的粒子，以水平速度 v 0 從兩極板的左端正中央沿垂直于電場(chǎng)、磁場(chǎng)的方向入極板間，恰好做做勻速直線運(yùn)動(dòng) . 不計(jì) 重力及空氣阻力 . （ 1）求勻強(qiáng)磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度B 的大

18、??； （ 2）若撤去磁場(chǎng)，粒子能從極板間射出，求粒子穿過(guò)電場(chǎng)時(shí)沿電場(chǎng)方向移動(dòng)的距離； （ 3）若撤去磁場(chǎng)，并使電場(chǎng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉?lái)的 2 倍，粒子將打在下極板上，求粒子到達(dá)下極板時(shí)動(dòng)能的大小 . 23、【江西省宜川市宜春中學(xué)、樟樹(shù)中學(xué)、高安中學(xué)等五校 2019 屆高三 7 月聯(lián)考物理試卷】（ 12 分）如圖所示，坐 標(biāo)平面第 1 象限內(nèi)存在大小為 、方向水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)， 在第 II 象限內(nèi)存在方向垂直紙面向里 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。質(zhì)荷比 的帶正電的粒子，以初 速度 從 x 軸上的 A 點(diǎn)垂直 x 軸射入電場(chǎng)，

19、OA=0.15 m ，不計(jì)粒子的重力。 (1) 求粒子經(jīng)過(guò) y 軸時(shí)的位置到原點(diǎn) O的距離： (2) 若要使粒子不能進(jìn)入第三象限，求磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 的取值范圍 ( 不考慮粒子第二次進(jìn)入電場(chǎng)后的運(yùn)動(dòng)情況 ) 。 參考答案 一、選擇題 1、C 2、C 3、 D 4、 C 5、解析：在電磁場(chǎng)中， 正離子受到的洛倫茲力 F 洛與電場(chǎng)力 F 電相等，從而做直線運(yùn)動(dòng)，有 Eq＝ qvB1 ， v＝ ，即所有正離子速度都相同，當(dāng)正離子進(jìn)入磁場(chǎng) B2 中時(shí)， r ＝ ，正離子分成幾束，則 r 不同，比荷一定各不

20、相同， D 正確．答案： D 6、【答案】 A 【解析】由題意及可知，電子在電場(chǎng)中受力應(yīng)向下，故電場(chǎng)方向應(yīng)向上；而粒子在磁場(chǎng)作用下向 左偏轉(zhuǎn)，故說(shuō)明洛侖茲力向左，由左手定則可知， B 應(yīng)向上。故選 A ?！究键c(diǎn)】帶電粒子在混合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 第 4 頁(yè) 7、B 8、A 根據(jù)洛倫茲力提供向心力可以得到離子的運(yùn)動(dòng)半徑為 ,離子的動(dòng)量相等， 且在同一個(gè)磁場(chǎng)中， a 運(yùn)動(dòng)的半徑大于 b 運(yùn)動(dòng)的半徑，所以 a 的電量小于 b 的電量， A 正確， BCD 錯(cuò)誤 9、 B 【解析】 10、B【解析】由題意知， mag=qE ，mbg=qE+Bqv ，mc

21、g+Bqv=qE ，所以 ，故 B 正確； ACD 錯(cuò)誤。 【考點(diǎn)定位】帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)【名師點(diǎn)睛】三種場(chǎng)力同時(shí)存在，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件是 mag=qE， 兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)，合外力為零，重點(diǎn)是洛倫茲力的方向判斷。 二、填空題 11、 _B 板 ； ___Bdv 12、I= 從上向下 13、 ＞ 增大 14、 15、 0.5V; 0.1N; 1W 三、多項(xiàng)選擇 16、 AC 17、 AC 18、 BD 19、B

22、、C。當(dāng)粒子的軌跡與 EG邊界相切時(shí) , 粒子恰好到達(dá) EG邊界 , 如圖所示。 若粒子速度大于這個(gè)速度 , 則從 EG邊界 射出 , 根據(jù) r= 可得粒子運(yùn)動(dòng)半徑增大 , 軌跡所對(duì)圓心角減小 , 根據(jù) t= T(T= , 大小與速度無(wú)關(guān) , 是一個(gè)定值 ) 可 得運(yùn)動(dòng)時(shí)間越短 , 若速度小于這個(gè)速度 , 則從 EF 邊界射出 , 所以無(wú)論 v0 取何值 , 粒子都無(wú)法到達(dá) E 點(diǎn) ,A 錯(cuò)誤 B 正確 ; 若 粒子能到達(dá) EF邊界 , 則其軌跡所對(duì)的圓心角都為 180 , 根據(jù) t= T 可得所用時(shí)間相同 ,C 正確 ; 當(dāng)粒子的軌跡

23、與 EG邊 界相切時(shí) , 粒子恰好到達(dá) EG邊界 , 所對(duì)應(yīng)的圓心角最大為 150 , 所用時(shí)間最長(zhǎng) , 此時(shí) t= T=,D 錯(cuò)誤。 20、 A、 D。磁場(chǎng)方向豎直向上 , 受力如圖甲所示則有在水平方向上 :F-F Nsin θ =0, 在豎直方向上 :mg-F Ncos θ =0, 其中 F=BI l , 聯(lián)立可解得 :B= ,A 正確 ; 若磁場(chǎng)方向豎直向下 , 受到的安培力方向水平向左 , 則不可能靜止 ,B 錯(cuò)誤 ; 若 磁場(chǎng)方向水平向右 , 電流方向和磁場(chǎng)方向平行 , 不受安培力作用 ,C 錯(cuò)誤 ;

24、 若要求磁感應(yīng)強(qiáng)度最小 , 則一方面應(yīng)使磁場(chǎng)方 向與通電導(dǎo)線垂直 , 另一方面應(yīng)調(diào)整磁場(chǎng)方向使與重力、支持力合力相平衡的安培力最小。 如圖乙 , 由力的矢量三角形法則討論可知 , 當(dāng)安培力方向與支持力垂直時(shí) , 安培力最小 , 對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度最小 , 設(shè)其值 為 B , 則 :B min I l =mgsin θ, 得 : min 第 5 頁(yè) Bmin = ,D 正確。 四、計(jì)算題

25、 21、 22、解析：（ 1）帶電粒子勻速通過(guò)場(chǎng)區(qū)時(shí)受到的電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡， ，解得磁感應(yīng)強(qiáng)度 (2) 電子通過(guò)電場(chǎng)區(qū)偏轉(zhuǎn)的距離 (3) 設(shè)粒子運(yùn)動(dòng)到下極板時(shí)的動(dòng)能大小為 E k ，根據(jù)動(dòng)能定理 解得 常規(guī)題型，考查帶電粒子在電、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)、速度選擇器等知識(shí)點(diǎn)，難度中等 . 23、（ 1） 0.4 m （ 2） B≥ 4 10 － 2 T 【解析】 (2) 粒子經(jīng)過(guò) y 軸時(shí)在電場(chǎng)方向的分速度為： vx ＝ at ＝ 1.5 10 7 m/s 粒子經(jīng)過(guò) y 軸時(shí)的速度大小為： v＝ ＝ 2.5 10 7 m/s 與 y 軸正方向的夾角為 θ ， θ ＝ arctan ＝ 37 要使粒子不進(jìn)入第三象限，如圖所示， 此時(shí)粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為 R，則： R＋ R ≤ y qvB ＝ m 聯(lián)立 解得 B≥ 4 10－ 2 T 第 6 頁(yè)