【名师同步导学】高中物理 第三章 磁场单元综合测评 新人教版选修31.doc

单元综合测评三第三章磁场 (时间：90分钟满分：100分)温馨提示：1.第卷答案写在答题卡上，第卷书写在试卷上；交卷前请核对班级、姓名、考号.2.本场考试时间为90分钟，注意把握好答题时间.3.认真审题，仔细作答，永远不要以粗心为借口原谅自己第卷(选择题，共52分)一、选择题(本大题共13小题，每小题4分，共52分，每小题至少有一个选项是正确的，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分)1关于磁场的方向，下列叙述中不正确的是()a磁感线上某一点的切线方向b磁场n极到s极的方向c小磁针静止时北极所指的方向d小磁针的北极受力方向解析：磁感线上某一点的切线方向即是该点的磁场方向，a正确在条形磁铁内部磁感线从s极到n极，磁场方向也从s极到n极，b错误磁场方向规定为小磁针北极的受力方向或静止时小磁针北极的指向，c、d正确，故选b.答案：b2如图所示，一根长直导线穿过载有恒定电流的金属环的中心且垂直于环面，导线和金属环中的电流如图所示，那么金属环所受安培力()a沿圆环半径向里b等于零c沿圆环半径向外 d水平向左解析：环形电流i1和直线电流i2激发的磁场的磁感线处处平行，所以金属环所受安培力为零，故b正确，a、c、d错误答案：b3如图所示，在正交的匀强电场和磁场的区域内(磁场水平向内)，有一粒子恰能沿直线飞过此区域(不计粒子重力)()a若粒子带正电，e方向应向下b若粒子带负电，e方向应向上c若粒子带正电，e方向应向上d不管粒子带何种电，e方向都向下解析：若粒子带正电，所受洛伦兹力向上，电场力与其平衡，应该向下，e方向应向下，当粒子带负电时，电场力、洛伦兹力方向都与带正电荷时相反，也能沿直线做匀速直线运动，a、d对答案：ad4(2013孝感高二检测)如图所示，oo为水平挡板，s为一电子源，它可以向a、b、c、d四个垂直磁场的方向发射速率相同的电子(ac垂直oo，bd平行oo)，板oo下方有垂直纸面向里的匀强磁场，磁场范围足够大，不计电子重力，则击中挡板可能性最大的方向是()aabbccdd解析：四个电子都做匀速圆周运动，d的圆心位置最高，所以击中挡板可能性最大的是d.答案：d5.如图所示的是速度选择器示意图，若要正常工作，则以下论述正确的是()ap1的电势必须高于p2的电势b磁感应强度b、电场强度e和被选择的粒子速率v应满足vbec从s2出来的只能是正电荷，不能是负电荷d若把磁场和电场的方向都改变为原来的相反方向，速度选择器同样正常工作解析：粒子通过速度选择器的过程中必须满足洛伦兹力与电场力平衡p1的电势必须低于p2的电势，a错误；磁感应强度b、电场强度e和被选择的粒子速率v应满足bqveq，b错；从s2出来的可以是正电荷，也可以是负电荷，c错；若把磁场和电场的方向都改变为原来的相反方向，洛伦兹力与电场力仍然平衡，d正确答案：d6(2013惠州联考)图中的d为置于电磁铁两极间的一段通电直导线，电流方向垂直于纸面向里，在开关s接通后，导线d所受磁场力的方向是()a向上b向下c向左 d向右解析：由安培定则知，软铁芯在导线处的磁场方向向左，由左手定则可判定导线d受到的磁场力方向向上，a项正确答案：a7(2012高考北京卷)处于匀强磁场中的一个带电粒子，仅在磁场力作用下做匀速圆周运动将该粒子的运动等效为环形电流，那么此电流值()a与粒子电荷量成正比b与粒子速率成正比c与粒子质量成正比d与磁感应强度成正比解析：带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，则粒子运动的周期t，带电粒子等效为环形电流，由i可得i，d正确答案：d8(2012高考广东卷)质量和电量都相等的带电粒子m和n，以不同的速率经小孔s垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示下列表述正确的是()am带负电，n带正电bm的速率小于n的速率c洛伦兹力对m，n做正功dm的运行时间大于n的运行时间解析：由左手定则知，m带负电，n带正电，选项a正确；由qvbm得，v，两粒子的比荷相等，可知m的速率大于n的速率，选项b错误；洛伦兹力的方向与粒子运动的速度方向垂直，不做功，选项c错误；由带电粒子在磁场中做圆周运动的周期t知，m，n在磁场中的运动时间相等，选项d错误答案：a9(2013温州十校联考)三个质子1、2和3分别以大小相等的初速度v1、v2和v3经平板mn上的小孔o射入匀强磁场，各初速度的方向如图所示，磁场方向垂直纸面向里，整个装置处在真空中，且不计质子重力最终这三个质子打到平板mn上的位置到小孔的距离分别为s1、s2和s3，则()as1s2s3bs2s3s1cs1s3s2 ds1s3s2解析：质子在磁场中做匀速圆周运动的半径r相同，由左手定则可以画出三个质子的轨迹，如图所示，v2与平板垂直，s2最大，v1和v3与平板的夹角相同，s1s3，故d项正确答案：d10(2013嘉积中学高二质检)我国南极科考队在南极观看到了美丽的极光极光是来自太阳的高能带电粒子流高速冲进高空稀薄大气层时，被地球磁场俘获，从而改变原有运动方向，向两极做螺旋运动这些高能粒子在运动过程中与大气分子或原子剧烈碰撞或摩擦从而激发大气分子或原子，使其发出各种颜色的光地磁场的存在，使许多宇宙粒子不能达到地面而向人烟稀少的两极地区偏移，为地球生命的诞生和维持提供了天然的屏障科学家发现并证实，向两极做螺旋运动的这些高能粒子的旋转半径是不断减小的，这主要与下列哪些因素有关()a可能是洛伦兹力对粒子做负功，使其动能减小b可能是空气阻力对粒子做负功，使其动能减小c可能是粒子的带电荷量减小d南北两极的磁感应强度较强解析：在地球的大气层中，粒子受阻力作用，使粒子动能减小，速度v减小；越靠近地球表面，磁感应强度b增加，由半径公式r可知，v减小、b增加都是使半径r减小的原因，故bd正确答案：bd11(2013宁德高二检测)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沿水平方向向右解析：正电荷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正确答案：d121922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖若一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列说法中正确的是()a该束带电粒子带负电b速度选择器的p1极板带正电c在b2磁场中运动半径越大的粒子，质量越大d在b2磁场中运动半径越大的粒子，比荷越小解析：根据左手定则可确定粒子带正电，a错误；由速度选择器中电场力和洛伦兹力方向相反知，p1板带正电，b正确；根据qvb，r，故可以确定c错误，d正确答案：bd13质量为m、带电荷量为q的小物块，从倾角为的光滑绝缘斜面上由静止下滑，整个斜面置于方向水平向里的匀强磁场中，磁感应强度为b，如图所示若带电小物块下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，下面说法中正确的是()a小物块一定带正电荷b小物块在斜面上运动时做匀加速直线运动c小物块在斜面上运动时做加速度增大，而速度也增大的变加速直线运动d小物块在斜面上下滑过程中，当小球对斜面压力为零时的速率为解析：小物块沿斜面下滑对斜面作用力为零时受力分析如图所示，小物块受到重力g和垂直于斜面向上的洛伦兹力f，故小物块带负电荷，a选项错误；小物块在斜面上运动时合力等于mgsin保持不变，做匀加速直线运动，b选项正确，c选项错误；小物块在斜面上下滑过程中，当小物块对斜面压力为零时有qvbmgcos，则有v，d选项正确答案：bd第卷(非选择题，共48分)二、计算题(本大题共4小题，共48分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的题要注明单位)14如图，水平放置的光滑的金属导轨m、n平行地置于匀强磁场中，间距为d，磁场的磁感应强度大小为b，方向与导轨平面夹角为，金属棒ab的质量为m，放在导轨上且与导轨垂直电源电动势为e，定值电阻为r，其余部分电阻不计则当电键闭合的瞬间，棒ab的加速度为多大？解析：画出棒ab的截面图，如图所示安培力fidb，斜向左下方，与水平面成90角，据牛顿第二定律有：fsinma据欧姆定律有：i解得a答案：15如图所示，在y0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xoy平面并指向纸面外，磁感应强度为b，一带正电的粒子以速度v0从o点射入磁场，入射方向在xoy平面内，与x轴正方向的夹角为，若粒子的电荷量和质量分别为q和m，试求粒子射出磁场时的位置坐标及在磁场中运动的时间解析：粒子的运动轨迹如图所示，由圆的对称性可知粒子从a点射出磁场时其速度方向与x轴的夹角仍为.设粒子的轨道半径为r，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律可得qv0bmv/r，设oa的距离为l，由几何关系可得l/2rsin而a点的坐标为xl联立解得x2mv0sin/qb设粒子在磁场中的运动周期为t，则t2r/v粒子在场中运动轨迹所对的圆心角为2()粒子在磁场中的运动时间为t，则tt由可得：t.答案：x2mv0sin/qbt16一种半导体材料称为“霍尔材料”，用它制成的元件称为“霍尔元件”，这种材料有可定向移动的电荷，称为“载流子”，每个载流子的电荷量大小为1个元电荷，即q1.61019 c霍尔元件在自动检测、控制领域得到广泛应用，如录像机中用来测量录像磁鼓的转速、电梯中用来检测电梯门是否关闭以自动控制升降电动机的电源的通断等在一次实验中，一块霍尔材料制成的薄板宽ab1.0102 m、长bcl4.0102 m、厚h1103 m，水平放置在竖直向上的磁感应强度b1.5 t的匀强磁场中，bc方向通有i3.0 a的电流，如图所示，沿宽度产生1.0105 v的横向电压(1)假定载流子是电子，a、b两端哪端电势较高？(2)薄板中形成电流i的载流子定向运动的速度为多大？解析：(1)根据左手定则可确定a端电势高(2)导体内载流子沿电流方向所在的直线定向运动时，受洛伦兹力作用而横向运动，产生横向电场，横向电场的电场力与洛伦兹力平衡时，导体横向电压稳定设载流子沿电流方向所在直线定向移动的速率为v，横向电压为uab，横向电场强度为e，电场力feee，磁场力fbevb，平衡时eeevb，得v m/s6.7104 m/s.答案：(1)a端(2)6.7104 m/s17(2012高考浙江理综)如图所示，两块水平放置、相距为d的长金属板接在电压可调的电源上两板之间的右侧区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场将喷墨打印机的喷口靠近上板下表面，从喷口连续不断喷出质量均为m、水平速度均为v0、带相等电荷量的墨滴调节电源电压至u，墨滴在电场区域恰能沿水平向右做匀速直线运动；进入电场、磁场共存区域后，最终垂直打在下板的m点 (1)判断墨滴所带电荷的种类，并求其电荷量；(2)求磁感应强度b的值；(3)现保持喷口方向不变，使其竖直下移到两板中间的位置为了使墨滴仍能到达下板m点，应将磁感应强度调