高中物理 磁场综合检测 新人教版选修31(1).doc

2014版高中物理 磁场综合检测 新人教版选修3-1 (分值：100分时间：90分钟)一、选择题(本大题共8个小题，每小题6分在每小题给出的四选项中，第15题只有一项符合题目要求，第68题有多项符合题目要求全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1(2013大庆一中高二检测)空间存在一匀强磁场b，其方向垂直纸面向里，另有一个点电荷q的电场，如图1所示，一带电q的粒子以初速度v0从某处垂直电场、磁场方向入射，初位置到点电荷的距离为r，则粒子在电磁场中的运动轨迹不可能为()图1a以点电荷q为圆心，以r为半径的在纸平面内的圆周b开始阶段在纸面内向右偏转的曲线c开始阶段在纸面内向左偏转的曲线d沿初速度v0方向的直线【解析】当电场力大于洛伦兹力时，如果电场力和洛伦兹力的合力刚好提供向心力，选项a正确；如果电场力大于洛伦兹力，选项c正确；当电场力小于洛伦兹力时，选项b正确由于电场力方向变化，合力方向不会总与v0方向在一条直线上，故选项d不可能【答案】d2(2013吉林一中高二检测)如图2所示，mn为两个匀强磁场的分界面，两磁场的磁感应强度大小的关系为b12b2，一带电q、质量为m的粒子从o点垂直mn进入b1磁场，则经过多长时间它将向下再一次通过o点()图2a.b.c. d.【解析】粒子在磁场中的运动轨迹如图所示，由周期公式t知，粒子从o点进入磁场到再一次通过o点的时间t，所以b选项正确【答案】b3如图3所示，在x0，y0的空间中有恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于xoy平面向里，大小为b，现有一质量为m，电荷量为q的带电粒子，从x轴上到原点的距离为x0的p点，以平行于y轴的初速度射入此磁场在磁场作用下沿垂直于y轴的方向射出磁场不计重力的影响，则由这些条件()图3a不能确定粒子通过y轴时的位置b不能确定粒子速度的大小c不能确定粒子在磁场中运动所经历的时间d以上三个判断都不对【解析】由于带电粒子垂直于op射入磁场，垂直于y轴射出磁场，由此知坐标原点o即为运动轨迹的圆心，因此射出磁场的位置oyx0，由r可求出速度v，所以时间tt，由此知应选d.【答案】d4(2013厦门一中检测)半径为r的圆形空间内，存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子(不计重力)从a点以速度v0垂直于磁场方向射入磁场中，并从b点射出aob120，如图4所示，则该带电粒子在磁场中运动的时间为()图4a. b. c. d.【解析】从弧ab所对圆心角60，知tt，但题中已知条件不够，没有此项选择，另想办法找规律表示t.由匀速圆周运动t/v0.从图中分析有rr，则：rrr，则t/v0.【答案】d5(2012福州一中高二检测)如图5所示，在屏mn的上方有磁感应强度为b的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里p为屏上的一小孔pc与mn垂直一群质量为m、带电荷量为q的粒子(不计重力)，以相同的速率v，从p处沿垂直于磁场的方向射入磁场区域粒子入射方向在与磁场b垂直的平面内，且散开在与pc夹角为的范围内则在屏mn上被粒子打中的区域的长度为()图5a. b. c. d.【解析】能打到的范围中最远点为2r处，其中r为轨迹半径，r，最近点为2rcos 处，所以总长度l2r2rcos .【答案】d6如图所示，通电导线均置于匀强磁场中，其中导线受安培力作用的是()【解析】由于a、b、d各项中电流方向与磁场方向不平行，而c项中平行，由此得选项a、b、d正确【答案】abd7圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c，以不同的速率沿着ao方向对准圆心o射入磁场，其运动轨迹如图6所示若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是()图6aa粒子速率最大bc粒子速率最大ca粒子在磁场中运动的时间最长d它们做圆周运动的周期tatbtc【解析】由于三个带电粒子的质量、电荷量均相同，在同一个磁场中，根据qvbm，可得：r，当速度越大时、轨道半径越大，选项a错误、b正确；由于t及tt可知，三粒子运动周期相同，a在磁场中运动的偏转角最大，对应时间最长，选项c正确、d错误【答案】bc8如图7所示，在匀强磁场b的区域中有一光滑斜面体，在斜面体上放置一根长为l，质量为m的导线，当通以如图所示方向的电流后，导线恰能保持静止，则磁感应强度b满足()图7ab，方向垂直斜面向上bb，方向垂直斜面向下cb，方向竖直向下db，方向水平向左【解析】当磁场方向垂直斜面向上时，安培力沿斜面向下，导体棒不可能静止在斜面上，故选项a错误；当磁场方向垂直斜面向下时，mgsin bil，b，故选项b正确；当磁场方向竖直向下时，mgtan bil，即b，故选项c正确；当磁场方向水平向左时，mgbil得b，故选项d正确【答案】bcd二、非选择题(本题共4小题，共52分解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)9(12分)如图8所示，在倾角为37的光滑斜面上有一根长为0.4 m，质量为6102 kg的通电直导线，电流强度i1 a，方向垂直于纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动，整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4 t，方向竖直向上的磁场中，设t0时，b0，则需要多长时间，斜面对导线的支持力为零？(g取10 m/s2)图8【解析】斜面对导线的支持力为零时导线的受力如右图所示由平衡条件ftcos 37fftsin 37mg由解得：f代入数值得：f0.8 n由fbil得：b t2 t.b与t的变化关系为b0.4 t解得t5 s.【答案】5 s10(12分)如图9所示，在半径r的圆形区域内，分布着磁感应强度大小为b的匀强磁场在圆心处发射一个运动方向与磁场垂直的电子，电子质量m，电荷量e.求这个电子要穿离此磁场区域应具有的最小动能图9【解析】电子刚好不穿离磁场区域条件是其轨迹正好和圆相切，故电子运动的半径rr，电子做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供即evb而动能ekmv2三式联立可得ek.【答案】11(14分)(2012郑州一中高二检测)质量为m，电荷量为q的带负电粒子自静止开始，经m、n板间的电场加速后，从a点垂直于磁场边界射入宽度为d的匀强磁场中，该粒子离开磁场时的位置p偏离入射方向的距离为l，如图10所示已知m、n两板间的电压为u，粒子的重力不计图10 (1)正确画出粒子由静止开始至离开匀强磁场时的轨迹图(用直尺和圆规规范作图)；(2)求匀强磁场的磁感应强度b.【解析】(1)作粒子经电场和磁场中的轨迹图，如图(2)设粒子在m、n两板间经电场加速后获得的速度为v，由动能定理得：qu mv2粒子进入磁场后做匀速圆周运动，设其半径为r，则：qvbm由几何关系得：r2(rl)2d2联立求解式得：磁感应强度b .【答案】(1)轨迹图见解析(2) 12(14分)一个质量为m、电荷量为q的带电粒子从x轴上的p(a,0)点以速度v沿与x正方向成60角的方向射入第象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第象限(如图11所示)求：图11 (1)射出点的坐标；(2)匀强磁场的磁感应强度；(3)带电粒子在磁场中运动的时