【状元之路】2014-2015高中物理新课标选修3-1：单元测评(三)

1、状元w ZHUAMQYUAIN NHI LU 高中新课标物理选3-1.单元测评（三）磁场（时间：90分钟满分：100分）第I卷（选择题，共48分）一、选择题（本题有12小题，每小题4分，共48分.请将正确答案填 在答题栏内）1.（多选题）下列说法正确的是（）A.磁体上磁性最强的部分叫磁极，任何磁体都有两个磁极B.磁体与磁体之间的相互作用是通过磁场而发生的C.地球的周围存在着磁场，但地磁的两极与地理的两极并不重合， 其 间有一个夹角，这就是磁偏角，磁偏角的数值在地球上不同地点是相同的D.在地球表面各点磁场强弱相同解析：地磁场类似于条形磁铁的磁场，所以在地球表面赤道上的磁场最弱，选项D不正确；在地

2、球上不同位置，磁偏角的数值是不同的，因此C不正确.答案：AB2.（多选题）如上图所示，直导线处于足够大的磁场中，与磁感线成0= 30°角，导线中通过的电流为I,为了增大导线所受的安培力，可采取的办法是（）1高中新课标物理选3-1*状元之里 ZHU AN Q VMAIN NHI LU A.增大电流IB.增加直导线的长度C.使导线在纸面内顺时针转 30°角D.使导线在纸面内逆时针转 60。角解析：由安培力F = BIL可知，选项A、B正确.又因为在电流垂直磁场时，磁场力最大，故 D项对，C项错.答案：ABD3.（多选题）关于电场和磁场，下列说法正确的是（）A.我们虽然不能用手触

3、摸到电场的存在， 却可以用试探电荷去探测它 的存在和强弱B.电场线和磁感线是可以形象描述电、 磁场强弱和方向的客观存在的 曲线C.磁感线和电场线一样都是闭合的曲线D.磁体之间的相互作用是通过磁场发生的， 磁场和电场一样，都是客 观存在的物质解析：电场和磁场都是客观存在的物质，电场线和磁感线都是假想的 由线，实际并不存在.电场线和磁感线的最大区别在于：磁感线是闭合的, 而电场线不是闭合的.故正确答案为 A、D.答案：AD4.如图所示，ab是水平面上一个圆的直径，在过 ab的竖直平面内有7一根通电导线ef.已知ef平行于ab,当ef竖直向上平移时，电流磁场穿过 圆面积的磁通量将（）A.逐渐增大B.

4、逐渐减小C.始终为零D.不为零，但保持不变解析：穿过圆的直径ab内侧的磁通量和穿过外侧的磁通量方向相反，由对称性可知两部分的磁通量大小相等，故整个圆中合磁通量为。.当ef竖直向上平移时，两部分的磁通量依然大小相等，一正一负，合磁通量始终为零.答案：C5 .下列四图为电流产生磁场的分布图，正确的分布图是（） 犬元之辔 ZHU AN Q WAIN NHI LU B.D.A.C.解析：由安培定则可以判断出直线电流产生的磁场方向，正确错 误.和为环形电流.注意让弯曲的四指指向电流的方向，可判断出正确错误，故正确选项为C.6 .弹簧测力计下挂一条形磁铁，其中条形磁铁的N极一端位于未通电 的螺线管正上端，

5、如右图所示，下列说法正确的是 （）A.若将a接电源正极，b接电源负极，弹簧测力计示数将不变B.若将a接电源正极,b接电源负极，弹簧测力计示数将增大C.若将b接电源正极，a接电源负极，弹簧测力计示数将减小D.若将b接电源正极，a接电源负极，弹簧测力计示数将增大a接正，b接负螺线管安培定则内部磁感线 自下而上等效上端N极, ,下端S极答案：D等效上端呢，磁极间 一' 下端N极 相五作亩7 .如图所示，一电子以与磁场方向垂直的速度 v从P处沿PQ方向进入长为d、宽为h的匀强磁场区域，从 N处离开磁场，若电子质量为 m,带电荷量为e,磁感应强度为B,则（）A.电子在磁场中运动的时间t=d/v8

6、 .电子在磁场中运动的时间t=h/vC.洛伦兹力对电子做的功为 BevhD.电子在N处的速度大小也是v解析：洛伦兹力不做功，所以电子在 N处速度大小也为v, D项正确、 ,，、一 弧长 d h . C项错，电子在磁场中的运动时间t=丁不，A B项均错.答案：D状元w ZHU AN Q VMAIN NHI LU 8 .如上图所示，一半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁 场，一质量为m、电荷量为q的正电荷（重力忽略不计）以速度v沿正对着圆心。的方向射入磁场，从磁场中射出时速度方向改变了。角.磁场的磁感应强度大小为（）mvB.mv0qRcot2qRtanC.D.mvqRcos2解析：本题考查

7、带电粒子在磁场中的运动.根据画轨迹、找圆心、定 半径思路分析.注意两点，一是我圆心的两种方法 （1）根据初末速度方向垂线的交点.（2）根据已知速度方向的垂线和弦的垂直平分线交点.二是根据洛伦兹力提供向心力和三角形边角关系，确定半径.分析可得B选项正确.答案：B状元W ZHU AN Q VMAIN NHI LU X E X X x<X力XX Xx x X £ x9 .如上图所示，质量为m、带电荷量为q的微粒A以速度v与水平 方向成45 °角进入匀强电场和匀强磁场， 磁场方向垂直纸面向里.如果微粒 做匀速直线运动，则下列说法正确的是（）A.微粒受电场力、洛伦兹力、重力三个

8、力作用B.微粒受电场力、洛伦兹力两个力作用C.匀强电场的电场强度E = 2mg因为微粒做匀速直线运动，所以微粒所受合力为零，受力分析如图所示，微粒在重力、电场力和洛伦兹力作用下处于平衡状态， 可知，qE= mg, qvB=V2mg,得电场强度E = mg,磁感应强度B=2mg,因此A项正确.qqv高中新课标物理选畛iO答案：A810 .如图所示，在边长为2a的正三角形区域内存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，一个质量为 m、电荷量为一q的带电粒子（重力不计）从AB 边的中点O以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与AB边的夹角为60°,若要使粒子能从AC边穿出磁场，则匀

9、强磁场的大3mvB. B<3aq3mvD. B<-aq小B需满足（）3mvA. B>t3aq3mvC. B>-aq解析：粒子刚好达到C点时，其运动轨迹与 AC相切，则粒子运动的 r>o,解得B<*mv，选项B正确.半径为r0=acot30 .由r=mB得,粒子要能从A射出，粒子运动的半径答案：B高中新课标物理选3-1*MW ZHUANQVMAIN NHI LU b 11.（多选题）如图所示，两个初速度大小相同的同种离子 a和b,从。 点沿垂直磁场方向进入匀强磁场，最后打到屏P上.不计重力.下列说法正确的有（）A. a、b均带正电B. a在磁场中飞行的时间比b

10、的短C. a在磁场中飞行的路程比b的短D. a在P上的落点与。点的距离比b的近解析：离子要打在屏P上，离子只能沿顺时针方向偏转，根据左手定 则判断，离子都带正电，A项正确；a和b是同种离子，因此它们的质量、12状元w ZHU AN Ok YUAIN NHI LU 2电量相同，又因初速度大小也相同，故由qvB=my可知它们做圆周运动的半径相同，作出运动轨迹，比较得 a在磁场中运动的路程比b的长，C项s 错误；由t= V可知，a在磁场中运动的时间比b的长，B项错误；从图上可以看出，D项正确.答案：ADX X? X X X y ,x / *ilz/ J-/ J /X X X jX x j/J XCl

11、 J L J -*XXXXXXXXX JXXXXXo12.（多选题）如图所示，a、b是一对平行金属板，分别接到直流电源 两极上，右边有一挡板，正中间开有一小孔d,在较大空间范围内存在着匀强磁场，磁感应强度大小为 B,方向垂直纸面向里，在a、b两板间还存在 着匀强电场E.从两板左侧中点c处射入一束正离子（不计重力），这些正离 子都沿直线运动到右侧，从d孔射出后分成3束,则下列判断正确的是（）A.这三束正离子的速度一定不相同B.这三束正离子的比荷一定不相同C. a、b两板间的匀强电场方向一定由a指向bD.若这三束粒子改为带负电而其他条件不变则仍能从d孔射出解析：带电粒子在两板间中运动时，受电场力和

12、洛伦兹力平衡，受洛伦兹力方向向上，故受电场力方向向下，因此电场强度方向向下，C项正状元w ZHU AN Qi YUAIN NHI LU 确；由qvB=qE,知三束离子的速度一定相同， A项错误；带电粒子在磁场中运动时，由一蔽三束离子的半径不同，说明比荷一定不相同,B 项正确；三束粒子变为负电，带电粒子受的电场力和洛伦兹力方向都与原 来相反，故合力仍为零，故仍能从 d孔射出，D项正确.答案：BCD第II卷（非选择题，共52分）二、计算题（本题有4小题，共52分.解答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能得分.有数值计算的题， 答案中必须明确写出数值和单位）13. （

13、12分）匀强磁场（各点的磁感应强度大小、方向均不变的磁场）中长 2 cm的通电导线垂直磁场方向，当通过导线的电流为 2 A时，它受到的磁 场力大小为4X10 3 N,问：（1）该处的磁感应强度B是多大？（2）若电流不变，导线长度减小到1 cm,则它受磁场力F和该处的磁感 应强度B各是多少？（3）若导线长不变，电流增大为 5 A,则它受磁场力F和该处的磁感应 强度B各是多少？F4X10 3解析：（1）根据磁感应强度的定义 B = =； T = 0.1 T. （4分）IL 2X 2X10 2（2）匀强磁场中该点的磁感应强度由磁场本身来决定，不因导线长度的改变而改变，因此，B=0.1 T. （2分）

14、根据磁感应强度的定义 B=F可得，导线长度减小到1 cm,则它受磁场力 F = BIL=0.1X2X 10 2 N = 2X10 3 N. （2 分）(3)匀强磁场中该点的磁感应强度也不因电流的改变而改变，因此， B= 0.1 T. (2 分)根据磁感应强度的定义 B=IL可得，电流增大为5 A,则它受磁场力F = BIL = 0.1X5X2X 10 2 N=10 2 N. （2 分）答案：（1）0.1 T （2）2X10 3 N 0.1 T210 N0.1 T14. (12分)如图所示，光滑导轨与水平面成 0角，导轨宽L.匀强磁场 磁感应强度为B.金属杆长也为L,质量为m,水平放在导轨上.当

15、回路总 电流为I1时，金属杆正好能静止.求：(1)当B的方向垂直于导轨平面向上时 B的大小；(2)若保持B的大小不变而将B的方向改为竖直向上，应把回路总电流I 2调到多大才能使金属杆保持静止？高中新课标物理选3-1*解析:甲(1)杆受力如图甲所示由平衡条件可得F = mgsin 0(3分)即 BI1L= mgsin 0B=mg普12 分）11L乙BI 2L = mgtan(2)磁场竖直向上，杆受力如图乙所示，由平衡条件可得e(3 分)I2 = m（2 分）工、 mgsin 9再由B=/，* *麻 ZHU AN Q YUIAIN NHM LU 得 I2=ch（2分）答案：（1）m能 11L()c

16、os01415. （14分）如图所示，套在很长的绝缘直棒上的带正电的小球，其质 量为m、带电荷量为+ q,小球可在棒上滑动，现将此棒竖直放在互相垂直 的匀强电场和匀强磁场中，电场强度为E,磁感应强度为 B,小球与棒的动摩擦因数为由求小球由静止沿棒下滑的最大加速度和最大速度（设小球 电荷量不变）.解析：小球下滑的开始阶段受力情况如图甲所示，根据牛顿第二定律甲乙状元之鹭 ZHU AN Q VUAIN NHI LU 高中新课标物理选3-1.且 FN = F电一F 洛=4£qvB, （2 分）当v增大到使F洛=F电，即vi = E时，摩擦力F = 0,则am = g.（2分）口当v>v

17、 1时，小球受力情况如图乙所示，由牛顿第二定律有：mg- w氏=ma, （2 分）且Fn = F洛一qE, F洛=酬B, （2分）当v大到使摩擦力F = mg时，a= 0,此时v达到最大值，即：mg=MqvmBqE）, （2 分）所以v m=yE（2分） qB答案：gmg+ p qEqBX XBX XX 17 XX X X !<16. （14分）如图所示，有界匀强磁场的磁感应强度B=2X10 3 T；磁场右边是宽度 L=0.2 m、场强E = 40 V/m、方向向左的匀强电场.一带电 粒子电荷量 q= 3.2X10 19 C,质量 m = 6.4X 10 27 kg,以 v=4X 104 m/s 的速度沿OO'垂直射入磁场，在磁场中偏转后进入右侧的电场，最后从电场右边界射出.（不计重力）求：(1)大致画出带电粒子的运动轨迹；(