《2019新一线增分方案教科版物理选修3-1同步随堂演练：第三章 章末过关检测（三） Word版含解析.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019新一线增分方案教科版物理选修3-1同步随堂演练：第三章 章末过关检测（三） Word版含解析.pdf（7页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、章末过关检测(三) (时间：90 分钟，满分：100 分) 一、单项选择题(本题共 8 小题，每小题 4 分，共 32 分在每小题给出的四个选项中，只有 一个选项正确) 1关于运动电荷和磁场的说法中，正确的是( ) A运动电荷在某点不受洛伦兹力作用，这点的磁感应强度必为零 B电荷的运动方向、磁感应强度方向和电荷所受洛伦兹力的方向一定互相垂直 C电子射线由于受到垂直于它的磁场作用而偏转，这是洛伦兹力对电子做功的结果 D电荷与磁场没有相对运动，电荷就一定不受磁场的作用力 解析：选 D.若电荷的运动方向与磁场平行，则电荷不受洛伦兹力作用，A 错误；电荷的运 动方向与磁场方向可以成任意角度，不一定垂直
2、，B 错误；洛伦兹力可以改变带电粒子的运 动方向，但洛伦兹力始终与带电粒子运动方向垂直，一定不做功，C 错误；若电荷与磁场没 有相对运动，fqvB 中 v0，电荷一定不受磁场的作用力，D 正确 2为了解释地球的磁性，19 世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流 I 引 起的在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是( ) 解析：选 B.由于地磁场的北极在地球的南极附近，由安培定则可知，安培假设中环形电流 方向如 B 图所示，故 A、C、D 错误，B 正确 3.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
3、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，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 解析：选 C.导体棒受三个力，三力构成的矢量三角形如图所示安培 力的大小变化从图中即可看出是先减小后增大，由 FBIL 知，B 的大 小应是先减小后增大， 故只有选项 C 正确 4.在磁感应强度为 B0、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根通电长 直导线， 电流的方向垂直于纸面向里如图所示，a、b、c、d 是以直导线 为圆心的同一圆周上的四点，
4、在这四点中( ) Ac、d 两点的磁感应强度大小相等 Ba、b 两点的磁感应强度大小相等 Cc 点的磁感应强度的值最小 Db 点的磁感应强度的值最大 解析 ： 选 C.通电直导线在 c 点的磁感应强度方向与 B0的方向相反， b、 d 两点的电流磁场与 B0 垂直，a 点电流磁场与 B0同向，由磁场的叠加知 c 点的合磁感应强度最小 5如图所示，电磁炮是由电源、金属轨道、炮弹和电磁铁组成的当电源接通后，磁场对 流过炮弹的电流产生力的作用， 使炮弹获得极大的发射速度 下列各俯视图中正确表示磁场 B 方向的是( ) 解析：选 B.要使炮弹加速，安培力方向必须向右，由左手定则判知 B 中磁场方向符合
5、要求， 故 B 对，A、C、D 错 6.如图所示，环形金属软弹簧，套在条形磁铁的中心位置若将弹簧沿半径 向外拉，使其面积增大，则穿过弹簧所包围面积的磁通量将( ) A增大 B减小 C不变 D无法确定如何变化 解析 ： 选 B.内部磁感线条数一定， 但当弹簧沿半径向外使面积增大， 相反的磁感线条数增多， 抵消的多，因此穿过弹簧所包围面积的磁通量将减小，选项 B 对 7.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
6、平方向向右 解析：选 D.带正电的液滴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 D 正确 8.如图所示，长方形 abcd 长 ad0.6 m，宽 ab0.3 m，O、e 分别是 ad、bc 的中点，以 ad 为直径的半圆内有垂直纸面向里的匀强磁场(边界上无磁场)， 磁感应强度 B 0.25 T一群 不计重力、质量 m3107 kg、 电荷量 q2103 C 的带电粒子以速度 v 5102 m/s 沿垂直 ad 方向且垂直于磁场射入磁场区域( ) A从
7、 Od 边射入的粒子，出射点全部分布在 Oa 边 B从 aO 边射入的粒子，出射点全部分布在 ab 边 C从 Od 边射入的粒子，出射点分布在 Oa 边和 ab 边 D从 aO 边射入的粒子，出射点分布在 ab 边和 be 边 解析 ： 选 D.带电粒子在匀强磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，qvB，R0.3 m mv2 R mv qB ab，所以从 Od 边射入的粒子全部从 ab、be 边射出，选项 A、C 错误 ； 从 aO 边射入的粒子， 出射点分布在 ab 边和 be 边，选项 D 正确，B 错误 二、多项选择题(本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分在每小题给出的四个选项中，有
8、多 个选项符合题目要求，全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有错选或不答的得 0 分) 9.如图所示是等腰直角三棱柱，其中底面 abcd 为正方形，边长为 L，它 们按图示位置放置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为 B，下面说 法中正确的是( ) A通过 abcd 平面的磁通量大小为 L2B B通过 dcfe 平面的磁通量大小为L2B 2 2 C通过 abfe 平面的磁通量大小为零 D通过整个三棱柱表面的磁通量为零 解析 ： 选BCD.abcd平面在垂直于B方向的投影SL2， 所以BSL2B, A错误 ； dcfe 2 2 2 2 平面与 B 垂直，SL2，所以 L2B，B 正确
9、； abfe 平面与 B 平行，S0，0，C 2 2 2 2 正确 ； 整个三棱柱穿进的磁感线和穿出的磁感线条数相等，抵消为零，所以 0，D 正确 10.如图所示为磁场中的两条磁感线，A、B、C 为磁场中的三个点，其中 A、 C 在同一条磁感线上，下列关于三点所在处的磁感应强度 BA、 BB、 BC 的说法不正确的是( ) ABA不可能小于 BB BBA可能与 BB大小相等 CBA与 BC同向 DBA与 BB无法比较大小关系 解析：选 BD.由图可知 A 处磁感线比 B、C 处磁感线密集，所以 BA最大，故 B、D 错误， A 正确；A、C 在同一条直线磁感线上，所以 BA与 BC同向，C 正
10、确 11如图所示，空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场， 一带电液滴从静止开始自 A 沿曲线 ACB 运动，到达 B 点时速度为零，C 点 是运动的最低点，阻力不计，以下说法中正确的是( ) A液滴一定带负电 B液滴在 C 点时动能最大 C液滴从 A 运动到 C 的过程中机械能守恒 D液滴将由 B 点返回 A 点 解析：选 AB.由轨迹走向可知液滴一定带负电洛伦兹力不做功，液滴由 A 到 C，克服电场 力做功；由 C 到 B，电场力做正功，所以运动过程中机械能不守恒，由于重力大于电场力， 所以由动能定理知，液滴在 C 点时动能最大液滴到达 B 处后，向右重复类似于 ACB 的运动
11、，不能再由 B 点返回 A 点 12.如图所示，匀强磁场的边界为平行四边形 ABCD，其中 AC 边与对 角线 BC 垂直，一束电子以大小不同的速度沿 BC 从 B 点射入磁场， 不 计电子的重力和电子之间的相互作用， 关于电子在磁场中运动的情况， 下列说法中不正确的是( ) A入射速度越大的电子，其运动时间越长 B入射速度越大的电子，其运动轨迹越长 C从 AB 边出射的电子的运动时间都相等 D从 AC 边出射的电子的运动时间都相等 解析：选 ABD.画出电子的轨迹圆如图所示，设电子的速度为 v1时，圆心 在 O1与 AB 交点在 D1.由于ABC 不变，当 v 变大，R 增大时，角不变， 当
12、 D 点在 AB 边上时，电子的运动时间都相等A、B 错，C 对从 AC 边 射出的电子，由几何特点知时间不都相等，D 错 三、计算题(本题共 4 小题，共 52 分解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算 步骤，只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位) 13.(12分)如图所示为发电机的原理图发电机转子为一边长为0.3 m的正方 形线圈，处于B0.5 T 的匀强磁场中 (1)当线圈平面与磁场方向夹角为 45时，穿过线圈的磁通量是多少？ (2)当线圈以 ab 边为轴沿顺时针方向转过 90的过程中，穿过线圈的磁通量的变化量是多 少？ (3)当线圈以 ab 边为
13、轴沿逆时针方向转过 90的过程中，穿过线圈的磁通量的变化量是多 少？ 解析：(1)由 BS得： BSsin 45BL2sin 450.50.32 Wb3.2102 Wb.(3 分) 2 2 (2)初状态时，1BL2sin 450.50.32 Wb3.2102 2 2 Wb(2 分) 末状态磁感线由反面穿入，正面穿出，如图，则： 2BL2sin 453.2102 Wb(2 分) 则 121(3.21023.2102) Wb6.4102 Wb(1 分) 只考虑其大小，磁通量的变化量大小为 6.4102 Wb.(1 分) (3)初状态与末状态时， 穿出线圈的磁通量相同， 都是从同一面穿入和穿出， 如
14、图， 则 ： 2 0.(3 分) 答案：(1)3.2102 Wb (2)6.4102 Wb (3)0 14.(13 分)如图所示，、为电场和磁场的理想边界，一束电子(电量 为 e， 质量为 m，重力不计)由静止状态从 P 点经过、 间的电场加速后垂直 到达边界的 Q 点， 匀强磁场的磁感应强度为 B， 磁场边界宽度为 d， 电子 从磁场边界穿出时的速度方向与原来的入射方向夹角为 30，求： (1)电子在磁场中运动的时间 t； (2)若改变PQ间的电势差， 使电子刚好不能从边界射出， 则此时PQ间的电势差U是多少？ 解析：(1)由 evBm，T得 v2 R 2R v 电子在磁场中的运动周期 T(
15、3 分) 2m eB 电子在磁场中的运动时间 tTT.(3 分) 30 360 1 12 m 6eB (2)电子刚好不从边界穿出时轨迹与边界相切，运动半径为 Rd(2 分) 由 evBm得 v(2 分) v2 R eBd m 由 eU得(2 分) mv2 2 U.(1 分) eB2d2 2m 答案：(1) (2) m 6eB eB2d2 2m 15 (13 分)如图所示，将长 50 cm， 质量为 10 g 的均匀金属棒 ab 两端用 两只相同的弹簧悬挂成水平状态，位于垂直纸面向里的匀强磁场中，当 金属棒中通过 0.4 A 电流时，弹簧恰好不伸长，求： (1)匀强磁场中磁感应强度是多大？ (2
16、)当金属棒通 0.2 A 由 a 到 b 的电流时，弹簧伸长 1 cm，如果电流方向由 b 到 a，而电流大 小不变，弹簧伸长又是多少？(g10 m/s2) 解析 ： (1)由题可知 F安mg 即 BILmg， 解之得， B T0.5 T (5 mg IL 10 103 10 0.4 50 102 分) (2)当电流由 ab，F安2kxmg 即 BIL2kxmg，解之得， kN/m2.5 N/m(4 分) mgBIL 2x 10 103 100.5 0.2 50 102 2 1 102 当电流由 ba mgF安2kx1，解之得， x1m0.03 m3 cm.(4 分) mgBIL 2k 10
17、103 100.5 0.2 50 102 2 2.5 答案：(1)0.5 T (2)3 cm 16(14 分)如图所示，在 xOy 坐标平面的第一象限内有一沿 y 轴负方向的匀强电场，在第四 象限内有一垂直于平面向里的匀强磁场现有一粒子源处在坐标为(0，L)的 M 点且能垂直 于电场方向不断发射质量为 m、电荷量为q、速度为 v0的粒子(重力不计)，粒子进入磁场 后最后又从 x 轴上坐标为(3L，0)处的 P 点射入电场，其入射方向与 x 轴夹角为 45.求： (1)粒子到达 P 点时的速度 v； (2)匀强电场的电场强度 E 和匀强磁场的磁感应强度 B； (3)粒子从 M 点运动到 P 点所
18、用的时间 t. 解析：(1)粒子运动轨迹如图所示，设粒子在 P 点速度为 v，根据对称性可知 v0vcos 45， 解得 vv0.(4 分)2 (2)粒子由 M 点运动到 P 点的过程中，由动能定理得： qEL mv2 mv ，解得 E，(2 分) 1 2 1 2 2 0 mv 2qL 水平方向的位移为 xOQv0t1 竖直方向的位移为 Lt1，可得 xOQ2L，xQPL，粒子在磁场中 ： qvB，由以上各式 v0 2 mv2 R 联立解得 B.(2 分) 2mv0 qL (3)在 Q 点时，vyv0tan 45v0(2 分) 设粒子从 M 到 Q 所用时间为 t1，在竖直方向上有 t1，粒子从 Q 点运动到 P 所用的时间 2L v0 为 t2，则粒子从 M 点运动到 P 点所用的时间为 tt1t2L.(4 分) L 4v0 2L v0 L 4v0 （8） 4v0 答案：(1)v0 (2) (3)2 mv 2qL 2mv0 qL （8）L 4v0