2020-2021学年高二物理人教版选修3-1章末综合测评3 Word版含解析

1、章末综合测评(三)(时间：90分钟分值：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第16题只有一项符合题目要求，第710题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的2分，有选错的得0分)1关于磁感应强度b，下列说法中正确的是()a磁场中某点b的大小，跟放在该点的试探电流元的情况有关b磁场中某点b的方向，跟该点处试探电流元所受磁场力的方向一致c在磁场中某点试探电流元不受磁场力作用时，该点b值大小为零d在磁场中磁感线越密集的地方，b值越大d磁场中某点的磁感应强度由磁场本身决定，与试探电流元无关。而磁感线可以描述磁感应强度，疏密程度表示大小。2.如图所示，a

2、为一水平旋转的橡胶盘，带有大量均匀分布的负电荷，在圆盘正上方水平放置一通电直导线，电流方向如图。当圆盘高速绕中心轴oo顺时针转动时，通电直导线所受磁场力的方向是()a竖直向上b竖直向下c水平向里 d水平向外c由于带负电的圆环顺时针方向旋转，形成的等效电流为逆时针方向，所产生的磁场方向竖直向上。由左手定则可判定通电导线所受安培力的方向水平向里。3如图所示电路中，三节干电池相同，当开关s分别置于a、b两处时，导线mm与nn之间的安培力的大小分别为fa、fb，可判断这两段导线()a相互吸引，fafbb相互排斥，fafbc相互吸引，fafbd相互排斥，fa<fbd当开关s置于a处时电源为一节干电

3、池，电流的方向是mmnn，电流大小为ia，由于导线mm与nn中电流方向相反，故两段导线相互排斥；当开关s置于b处时电源为两节干电池，电流的方向仍是mmnn，电流大小为ib，由于导线mm与nn中电流方向相反，故两段导线相互排斥。ibia，mm在nn处的磁感应强度babb，应用安培力公式fbil，可知fafb，选项d正确。4如图所示的虚线框为一长方形区域，该区域内有一垂直于纸面向里的匀强磁场，一束电子以不同的速率从o点垂直于磁场、沿图中方向射入磁场后，分别从a、b、c、d四点射出磁场，比较它们在磁场中的运动时间ta、tb、tc、td，其大小关系是()ata<tb<tc<tdbta

4、tbtctdctatb<tc<td dtatb>tc>tdd电子的运动轨迹如图所示，由图可知，从a、b、c、d四点飞出的电子对应的圆心角ab>c>d，而电子的周期t相同，其在磁场中运动的时间tt，故tatb>tc>td。5.薄铝板将同一匀强磁场分成、两个区域，高速带电粒子可穿过铝板一次，在两个区域运动的轨迹如图所示，半径r1r2。假定穿过铝板前后粒子电荷量保持不变，则该粒子()a带正电b在、区域的运动时间相同c在、区域的运动加速度相同d从区域穿过铝板运动到区域b设粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为r，线速度大小为v，根据洛伦兹力提供向心力有bvq

5、，可得vr，可见，轨道半径越大，表示粒子的线速度越大，考虑到轨道半径r1r2，可知粒子从区域穿过铝板进入区域，选项d错误；知道粒子的运动方向、磁场方向和磁场力的方向，结合左手定则可以判断出粒子带负电，选项a错误；根据粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期的计算公式t可知，粒子在、区域的运动周期相同，运动时间也相同，选项b正确；根据mabvq可得a，粒子在、区域的运动速率不同，加速度也不同，选项c错误。6.如图所示，在以o点为圆心、r为半径的圆形区域内，有磁感应强度为b、方向垂直纸面向里的匀强磁场，a、b、c为圆形磁场区域边界上的三点，其中aobboc60°。一束质量为m、电荷量为e而速

6、率不同的电子从a点沿ao方向射入磁场区域，从b、c两点间的弧形边界穿出磁场区域的电子速率v的取值范围是()a<v< b<v<c<v< d<v<c根据evbm得v，根据几何关系可知，从c点射出时的轨道半径为r1r，从b点射出时的轨道半径为r2r，故从b、c两点间的弧形边界穿出磁场区域的电子，其速率取值范围是<v<。7质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具。图为质谱仪的原理示意图，现利用这种质谱仪对氢元素进行测量。氢元素的各种同位素从容器a下方的小孔s由静止飘入电势差为u的加速电场，经加速后垂直进入磁感应强度为b的匀强磁场中。氢

7、的三种同位素最后打在照相底片d上，形成a、b、c三条“质谱线”。关于三种同位素进入磁场时速度大小的排列顺序和a、b、c三条“质谱线”的排列顺序，下列判断正确的是()a进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氚、氘、氕b进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氕、氘、氚ca、b、c三条质谱线依次排列的顺序是氕、氘、氚da、b、c三条质谱线依次排列的顺序是氚、氘、氕bd设粒子离开加速电场时的速度为v，则qumv2，可得v，所以质量最小的氕核的速度最大，质量最大的氚核的速度最小，选项b正确，选项a错误；打到底片上的位置与进入磁场时的位置的距离x2r，所以质量最大的氚核所形成的“质谱线”距离进入磁场时的位置最远，

8、选项c错误，选项d正确。8如图所示，框架面积为s，框架平面与磁感应强度为b的匀强磁场方向垂直，关于穿过框架的磁通量，下列说法正确的是()a在如图所示位置时磁通量等于bsb若使框架绕oo转过60°角，磁通量为bsc若从初始位置绕oo转过90°角，磁通量为零d若从初始位置绕oo转过180°角，磁通量变化为零abc根据磁通量的定义可知，在题图所示位置时，磁通量最大，mbs，故a正确；当框架绕oo转过60°时，磁通量大小为bs，故b正确；当框架绕oo转过90°时，框架平面与磁场平行，磁通量为零，故c正确；当框架绕oo转过180°时，磁通量大小

9、为bs，故磁通量变化的大小为2bs，故d错误。9.两个质量相同、所带电荷量相等的带电粒子a、b，以不同的速率对准圆心o沿着ao方向射入圆形匀强磁场区域，其运动轨迹如图所示。若不计粒子的重力，则下列说法正确的是()aa粒子带负电，b粒子带正电ba粒子在磁场中所受洛伦兹力较大cb粒子动能较大db粒子在磁场中运动时间较长ac由左手定则可知b粒子带正电，a粒子带负电，a正确；由于a粒子的轨道半径较小，所以a粒子的速度较小，动能较小，在磁场中所受洛伦兹力较小，b错误；同理知c正确；由于b粒子轨迹对应的圆心角较小，所以在磁场中运动时间较短，d错误。10直角坐标系xoy内，有一无界匀强磁场垂直纸面，一质量为

10、m、电荷量为q的正电荷从原点沿着y轴正方向以初速度v0出发，不计重力。要使该电荷通过第四象限的p点，p点坐标为(a，b)，则()a磁场方向垂直纸面向外b磁场方向垂直纸面向内cbdbac粒子向右偏转，根据左手定则，磁场方向垂直纸面向外，故a正确，b错误。根据洛伦兹力提供向心力：qv0bm，根据几何关系：r2b2，联立解得：b，故c正确，d错误。二、非选择题(本题共4小题，共60分，按题目要求作答)11.(14分)如图所示，导轨间的距离l0.5 m，b2 t，ab棒的质量m1 kg，物块重力g3 n，动摩擦因数0.2，电源的电动势e10 v，内阻r0.1 ，导轨的电阻不计，ab棒电阻也不计，问r的

11、取值范围怎样时棒处于静止状态？解析依据物体平衡条件可得棒恰不右滑时：gmgbli10棒恰不左滑时：gmgbli20依据闭合电路欧姆定律可得ei1(r1r)ei2(r2r)联立得r1r9.9 联立得r2r1.9 所以r的取值范围为：1.9 r9.9 。答案1.9 r9.9 12.(14分)如图所示，质量为m、电荷量为q的带电粒子，以初速度v沿垂直磁场方向射入磁感应强度为b的匀强磁场，在磁场中做匀速圆周运动。不计带电粒子所受重力。(1)求粒子做匀速圆周运动的半径r和周期t；(2)为使该粒子做匀速直线运动，还需要同时存在一个与磁场方向垂直的匀强电场，求电场强度e的大小。解析(1)洛伦兹力提供向心力，

12、有fqvbm带电粒子做匀速圆周运动的半径r匀速圆周运动的周期t。(2)粒子受电场力fqe，洛伦兹力fqvb。粒子做匀速直线运动，则有qeqvb电场强度的大小evb。答案(1)(2)vb13.(14分)如图所示，一质量为m、电荷量为q带正电荷的小球静止在倾角为30°、足够长的绝缘光滑斜面顶端时，对斜面的压力恰为零，若迅速把电场方向改为竖直向下，则小球能在斜面上滑行多远？解析由分析知：当小球静止在斜面顶端时，小球受重力mg、电场力eq，且mgeq，可得e当电场反向时，小球由于受到重力和电场力作用而沿斜面下滑，产生速度，同时受到洛伦兹力的作用，fqvb，方向垂直斜面向上。速度v是在不断增大

13、的，直到mg和eq的合力在垂直斜面方向上的分力等于洛伦兹力，小球就要离开斜面了，此时qvb(mgeq)cos 30°，v又因为小球在下滑过程中只有重力和电场力做功，所以由动能定理可得：(mgeq)hmv2，所以h所以小球在斜面上下滑的距离为x2h。答案14(18分)如图是质谱仪的工作原理示意图。其中速度选择器内的磁场与电场相互垂直，磁场的磁感应强度为b1，方向垂直纸面向里。两极板间的距离为d，通过调节两极板间的电势差，可使不同速度的带电粒子沿直线通过速度选择器。带电粒子通过速度选择器之后，从o点垂直于磁场方向射入磁感应强度为b2的匀强磁场，经历半个圆周打在照相底片上。一束电荷量均为q的带电粒子射入速度选择器，当两极板间的电势差为u时，一部分粒子打到照相底片的a点；当两极板间的电势差为3u时，另一部分粒子打到照相