2019高中物理第三单元磁场单元测试（二）新人教版选修3_1.doc

1、1第三单元 磁场注 意 事 项 ：1 答 题 前 ， 先 将 自 己 的 姓 名 、 准 考 证 号 填 写 在 试 题 卷 和 答 题 卡 上 ， 并 将准 考 证 号 条 形 码 粘 贴 在 答 题 卡 上 的 指 定 位 置 。2 选 择 题 的 作 答 ： 每 小 题 选 出 答 案 后 ， 用 2B 铅 笔 把 答 题 卡 上 对 应 题 目的 答 案 标 号 涂 黑 ， 写 在 试 题 卷 、 草 稿 纸 和 答 题 卡 上 的 非 答 题 区 域 均 无 效 。3 非 选 择 题 的 作 答 ： 用 签 字 笔 直 接 答 在 答 题 卡 上 对 应 的 答 题 区 域 内 。

2、写在 试 题 卷 、 草 稿 纸 和 答 题 卡 上 的 非 答 题 区 域 均 无 效 。4 考 试 结 束 后 ， 请 将 本 试 题 卷 和 答 题 卡 一 并 上 交 。一、单项选择题(本大题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分。每小题给出的四个选项中只有一个选项正确)1. 下列说法错误的是( )A. 奥斯特首先发现了电流的磁效应B. 安培发明了电流产生的磁场的方向的判定方法C. 安培首先提出了磁场对运动电荷有力的作用D. 安培首先提出了分子电流假说2. 关于磁场，以下说法正确的是( )A. 电流在磁场中某点不受磁场力作用，则该点的磁感应强度一定为零B. 磁场中某点的磁感应强度

3、，根据公式 FBIL，它跟 F、 I、 L 都有关C. 磁场中某点的磁感应强度的方向垂直于该点的磁场方向D. 磁场中任一点的磁感应强度等于磁通密度，即垂直于磁感应强度方向的单位面积的磁通量3如图所示，通电螺线管 ab 外部的小磁针 N 极指向右方，若在螺线管内部的 c 点也放进一个小磁针，则以下判断正确的是( )A a 端接电源负极， c 点处小磁针 N 极指向左方B a 端接电源负极， c 点处小磁针 N 极指向右方C a 端接电源正极， c 点处小磁针 N 极指向右方D a 端接电源正极， c 点处小磁针 N 极指向左方4图中 a、 b、 c 为三根与纸面重直的固定长直导线，其截面位于等边

4、三角形的三个项点上， 沿水平方向，导线中均通有大小相等的电流，方向如图所示，O 点为三角形的中心（ O 到三个顶点的距离相等） ，则( )A O 点的磁感应强度为零B O 点的磁场方向垂直 Oc 向下C导线 a 受到的安培力方向竖直向上D导线 b 受到的安培力方向沿 bc 连线方向指向 c5如图所示，匀强磁场的磁感应强度为 B，有一矩形线圈 abcd，且 ab = L1， ad = L2，通有逆时针方向的电流 I，让它绕 cd 边转过某一角度时，使线圈平面与磁场夹角为 ，则( )A穿过线圈的磁通量为 = BL1L2sin B穿过线圈的磁通量为 = BL1L2cos C cd 边受到的安培力为

5、F = BIL1sin D ab 边受到的安培力为 F = BIL1cos 6. 如图所示，在倾角为 的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为 L、质量为 m 的直导体棒。当导体棒中的电流 I 垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，可将导体棒置于匀强磁场中，当外加匀强磁场的磁感应强度 B 的方向在纸面内由竖直向上逆时针转至水平向左的过程中，保持导体棒静止，关于 B 的大小的变化，正确的说法是( )A. 逐渐增大 B. 逐渐减小C. 先减小后增大 D . 先增大后减小27. 一带正电荷的小球沿光滑、水平、绝缘的桌面向右运动，如图所示，速度方向垂直于匀强磁场。小球飞离桌面后，最终落在水平 地面上。设飞

6、行时间为 t1，水平射程为 s1，着地速率为 v1。现撤去磁场，其他条件不变，小球飞行时间为 t2，水平 射程为 s2，着地速率为 v2，则有( )A .v1v2 B. v1=v2C. s1=s2 D. t1s2， t1t2，C、D 错。8.【答案】A【解析】从第一磁场进入后一磁场的带电粒子一定满足 Eq = Bqv，即 EvB，这些粒子速度相同。而在后一磁场中， mvRBq，由于 v、 B 相同，而 R 不同，所以比荷 qm不同，故选项 A 正确。9.【答案】C【解析】如图所示，当斜向上射入时，粒子恰好垂直 PQ 射出磁场，根据几何关系可知 sinaR，当斜向下射入时，粒子恰好不从右边界射出

7、，即与边界相切，根据几何关系可得 sia，解两式可得 R =2a，带电粒子在磁场中做圆周运动，根据2vqBmr，可得 2qvB。当斜向下射入时，粒子恰好不从右边界射出，即与边界相切，根据几何关系可知此时对应的圆心角为 120，所以用时间为1243Ratv，故 C 对。10 【答案】D【解析】当泵体上表面接电源的负极时，电流从下向上流过泵体，这时受到的磁场力水平向右，不会拉动液体，故 A 错误；根据安培力公式 F =BIL2 ，故 B错误；根据电阻定律，泵体内液体的电阻 211LRS，因为电路为非纯电阻电路，所以流过泵体的电流 1UI，电源提供的功率21ULPI，故 C 错误；若 t 时间内抽取

8、液体的质量为 m，根据能量守恒定律，则这部分液体离开泵时的动能为 2k1EUItghItL，故 D 正确。二、多项选择题(本大题共 5 小题，每小题，4 分，共 20 分。每小题给出的四个选项中有多个选项正确，全部选对得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分)11.【答案】CD【解析】两通电导体有相互作用的原因是通过磁体之间的磁场的作用产生的，2故 A 错误；通电线圈产生磁场的原因是电流的周围存在磁场，与分子电流无关，故 B 错误；安培提出的分子环形电流假说，解释了为什么磁体具有磁性，说明了磁现象产生的本质，故 C 正确；安培认为，在原子、分子或分子团等物质微粒内部，存在着一种环

9、形电流分子电流，分子电流使每个物质微粒都形成一个微小的磁体，未被磁化的物体，分子电流的方向非常紊乱，对外不显磁性；磁化时，分子电流的方向大致相同，于是对外界显出显示出磁性，故 D 正确。12. 【解析】如图乙所示， O1和 O2分别为两粒子在磁场中做圆周运动时从P、 Q 两点射出的粒子的轨迹所在圆的圆心，由图可以看出两圆心角相等，由于两粒子比荷相等，据 2mTqB知两粒子在磁场中运动周期相等，所以两粒子在磁场中运动的时间一样长。从 Q 点射出的粒子半径大，根据 vrq知，其速度也大。【答案】AD13.【解析】带电小球一定带正电荷，从 a 点滑下时，静电力 qE 和洛伦兹力qvB 的方向均向上，

10、它们的合力与重力 mg 平衡，因此在板间做匀速直线运动。当小球从较低的 b 点滑下到达 P 点时的速度 vqE+qvB，带电小球的轨迹将向下弯曲，重力做正功，则带电小球的动能增大，A 正确；静电力做负功，洛伦兹力不做功，电势能将增大，B 正确；小球所受静电力大小和方向都不会改变，而由于动能增大，则小球所受洛伦兹力将会增大，C、D 错误。【答案】AB14.【答案】CD【解析】带电粒子在磁场中向左偏转，根据左手定则，知该粒子带正电，A错误；所有打在 A1A2上的粒子，在磁场 B中做匀速圆周运动，运动的时间等于2Tt， mqB，则 tq，与带电粒子的比荷有关， B 错误；粒子经过速度选择器时所受的电

11、场力和洛伦兹力平衡，有： qEv，则 E，C 正确；经过速度选择器进入磁场 B的粒子速度相等，根据 mvrqB知，粒子打在 A1A2上的位置越靠近 P，则半径越小，粒子的比荷越大，D 正确。15.【答案】BD【解析】带电粒子只有经过 A、 C 板间时被加速，即带电粒子每运动一周被加速一次，电场的方向没有改变，故 B、D 正确；根据 2nmqUvrB知1212()()mqUPr， 232()(32)Prq，所以123，故 C 错误；当粒子从 D 形盒中出来时，速度最大，根据 mvrB知加速粒子的最大速度与 D 形盒的半径有关，所以 A 错误。四、计算题(本大题共 4 小题，共 40 分。解答应写

12、出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)16. (6 分) 解：(1) 2.0EIRrA，方向由 b 指向 a。(2) F 安 BIL0.40 N。(3)导体棒受力如图所示，有： F1 mgsin 370.30 NF1 F 安 ，导体棒静止，根据平衡条件得： F1 Ff F 安 解得： Ff 0.10 N方向沿导轨平面向下。17(10 分) 【解析】(1)在加速电场中有： 21eUmv可得： 2eUvm在偏转电场中，设飞行时间为 t，加速度为 a，竖直分速度为 vy，则水平方向有： L = vt3竖直方向有： vy = a

13、t， eUamd， 0tanyv联立可得： tan2L。(2)电子在偏转磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，如图所示，设轨迹圆的半径为 R，则有：2veBm由几何关系得： tanrR 联立可得： t2eBmU由上式可知增大偏转角 的方法有：保持其他条件不变时，或增加磁感应强度B，或增加圆形磁场的半径 r，或减小加速电压 U 等。18(12 分) 【解析】(1)微粒进入磁场后做匀速圆周运动，设轨道半径为 r，由牛顿第二定律有： 2vqBmr由几何关系知： r = h代入数据解得： B = 0.01 T。(2)设微粒在偏转电场中运动时间为 t， 加速度为 a，做类平抛运动水平方向： L =

14、vt竖直方向： qE = ma21hat代入数据解得： t = 2104 s， L = 2 m。(3)粒子在磁场中运动时间为： 413.10s4Trtv粒子从 A 点运动到 Q 点的总时间： t 总 = t1 + t = 5.14104 s。19. (12 分)【解析】(1)若粒子经时间 032tT恰好垂直打在 CD 上，粒子的轨迹必定为 3个四分之一圆周，如图，由几何关系得，运动半径 13rL由洛伦兹力提供向心力得：200vqBmr运动中的加速度为： 0va联立解得： 03mBqL，2。(2)若要使粒子恰能沿 DC 方向通过 C 点，粒子运动的时间必定为磁感应强度变化的周期的整数倍，根据运动的对称性可得，轨道半径 12nrL (n =0、1、2、3、)由由洛伦兹力提供向心力得：200vqBmr解得： 002nmvBqL(n =0、 1、2、3、)粒子圆周运动周期为： 0rTv磁感应强度变化的周期： T0 = T解得： 0102nLTv (n =0、1 、2、3、)。