2019年高中物理 第五章 磁場與回旋加速器綜合檢測 滬科版選修3-1.doc

2019年高中物理 第五章 磁場與回旋加速器綜合檢測 滬科版選修3-1一、選擇題(本大題共7個小題，每小題6分共42分每小題至少有一個答案是正確的，把正確答案的字母填在題后的括號內(nèi))1(xx?？谝恢懈叨z測)月球表面周圍沒有空氣，它對物體的引力僅為地球上的1/6，月球表面沒有磁場，根據(jù)這些特征，在月球上，圖中的四種情況能夠做到的是()【解析】既然月球表面沒有磁場，那么在月球上就不能用指南針定向，所以A錯誤；月球表面周圍沒有空氣，所以無法使用電風(fēng)扇吹風(fēng)，而聲音的傳播需要介質(zhì)，所以B、C均不對，只有選項D正確【答案】D2在勻強(qiáng)磁場中某處P放一個長度為L20 cm，通電電流I0.5 A的直導(dǎo)線，測得它受到的最大磁場力F1.0 N，其方向豎直向上，現(xiàn)將該通電導(dǎo)線從磁場撤走，則P處磁感應(yīng)強(qiáng)度為()A零B10 T，方向豎直向上C0.1 T，方向豎直向下D10 T，方向肯定不沿豎直向上的方向【解析】由B，得B T10 T.因為B的方向與F的方向垂直，所以B的方向不會沿豎直向上的方向【答案】D3(xx煙臺高二檢測)如圖1所示，a、b兩金屬環(huán)同圓心同平面水平放置，當(dāng)a中通以圖示方向電流時，b環(huán)中磁通量方向是()圖1A向上B向下C向左 D0【解析】a環(huán)形成的磁場方向為內(nèi)部向上，環(huán)外向下，被b環(huán)包圍的磁通量則為向上、向下磁通量的代數(shù)和，而向上的磁感線條數(shù)比向下的磁感線條數(shù)多，故總磁通量為向上，A正確【答案】A4如圖所示，通電導(dǎo)線均置于勻強(qiáng)磁場中，其中導(dǎo)線受安培力作用的是()【解析】只有當(dāng)通電導(dǎo)線和磁場平行時，才不受安培力的作用，如A、C圖中的導(dǎo)線，而D中導(dǎo)線與磁場垂直，B中導(dǎo)線與磁場方向夾角為60，因此都受安培力的作用，故正確選項為B、D.【答案】BD5(xx寧德高二質(zhì)檢)如圖2所示，在x軸上方存在著垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場一個不計重力的帶電粒子從坐標(biāo)原點O處以速度v進(jìn)入磁場，粒子進(jìn)入磁場時的速度方向垂直于磁場且與x軸正方向成120角若粒子穿過y軸正半軸后在磁場中到x軸的最大距離為a，則該粒子的比荷和所帶電荷的正負(fù)是()圖2A.，正電荷 B.，正電荷C.，負(fù)電荷 D.，負(fù)電荷【解析】粒子能穿過y軸的正半軸，所以該粒子帶負(fù)電荷，其運(yùn)動軌跡如圖所示，A點到x軸的距離最大，為RRa，R，得，故C正確【答案】C6如圖3所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并處于方向垂直紙面向外、強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中質(zhì)量為m、帶電荷量為Q的小滑塊從斜面頂端由靜止下滑在滑塊下滑的過程中，下列判斷正確的是()圖3A滑塊受到的摩擦力不變B滑塊到達(dá)地面時的動能與B的大小無關(guān)C滑塊受到的洛倫茲力方向垂直斜面向下DB很大時，滑塊可能靜止于斜面上【解析】據(jù)左手定則可知，滑塊受到垂直斜面向下的洛倫茲力，C對隨著滑塊速度的變化，洛倫茲力大小變化，它對斜面的壓力大小發(fā)生變化，故滑塊受到的摩擦力大小變化，A錯B越大，滑塊受到的洛倫茲力越大，受到的摩擦力也越大，摩擦力做功越多，據(jù)動能定理，滑塊到達(dá)地面時的動能就越小，B錯由于開始滑塊不受洛倫茲力時就能下滑，故B再大，滑塊也不可能靜止在斜面上【答案】C7如圖4所示，一個帶正電荷的小球沿水平光滑絕緣的桌面向右運(yùn)動，飛離桌上邊緣A，最后落到地板上設(shè)有磁場時飛行時間為t1，水平射程為x1，著地速度大小為v1；若撤去磁場，其余條件不變時，小球飛行時間為t2，水平射程為x2，著地速度大小為v2，則下列結(jié)論不正確的是()圖4Ax1x2 Bt1t2Cv1v2 Dv1和v2大小相同【解析】本題考查帶電粒子在磁場中的運(yùn)動情況小球離開桌面具有水平速度，無磁場時做平拋運(yùn)動，水平射程x2v0t2，下落高度hgt；有磁場時小球除受重力外還受到洛倫茲力的作用，而洛倫茲力始終與速度方向垂直，因此小球在水平方向具有加速度，在水平方向?qū)⒆鲎兗铀龠\(yùn)動，而豎直方向加速度a(F為洛倫茲力在豎直方向的分量)，即ag，因此下落h高度用的時間t1t2，B選項正確；水平方向的位移x1x2，A選項正確；又因為洛倫茲力不做功，只有重力做功，能量守恒，所以v1v2，D選項正確；只有C選項錯誤【答案】C二、非選擇題(本題共5個小題，共58分計算題要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)8(8分)正方形導(dǎo)線框abcd，匝數(shù)為10匝，邊長為20 cm，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.2 T的勻強(qiáng)磁場中圍繞與B方向垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為120 r/min，當(dāng)線框從平行于磁場位置開始轉(zhuǎn)過90時，線圈中磁通量的變化量是_Wb.【解析】1BS0.20.20.2 Wb0.008 Wb2BS0.200120.008 Wb.【答案】0.0089(8分)如圖5所示，在x軸的上方(y0)存在著垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.在原點O有一個離子源向x軸上方的各個方向發(fā)射出質(zhì)量為m、電荷量為q的正離子，速度都為v，對那些在xy平面內(nèi)運(yùn)動的離子，在磁場中可能到達(dá)的最大距離x_，y_.圖5【解析】經(jīng)分析可知沿y軸正方向射入的粒子在x軸上到達(dá)的距離最大即2R2 .同理沿x軸負(fù)方向射入的粒子到達(dá)y軸的距離最大，即2R.【答案】10(12分)(xx福建師大附中期末)如圖6所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度B1 T的勻強(qiáng)磁場中，用兩根細(xì)線懸掛長L10 cm、質(zhì)量m5 g的金屬桿在金屬桿中通以穩(wěn)恒電流，使懸線受的拉力為零圖6(1)求金屬桿中電流的大小和方向；(2)若每根懸線所受的拉力為0.1 N，求金屬桿中的電流的大小和方向(g10 m/s2)【解析】(1)因為懸線受的拉力為零，所受安培力方向向上F安BILmg，解得：I0.5 A，方向水平向右(2)金屬導(dǎo)線在重力mg、懸線拉力2F和安培力BIL的作用下平衡，所以有：mgBIL2F，解得：I1.5 A方向水平向左【答案】(1)0.5 A方向水平向右(2)1.5 A方向水平向左11(14分)如圖7所示，在第一象限有一勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小為E，方向與y軸平行；在x軸下方有一勻強(qiáng)磁場，磁場方向與紙面垂直一質(zhì)量為m、電荷量為q(q0)的粒子以平行于x軸的速度從y軸上的P點處射入電場，在x軸上的Q點處進(jìn)入磁場，并從坐標(biāo)原點O離開磁場粒子在磁場中的運(yùn)動軌跡與y軸交于M點已知OPl，OQ2l.不計重力，求：圖7(1)M點與坐標(biāo)原點O間的距離；(2)粒子從P點運(yùn)動到M點所用的時間【解析】(1)帶電粒子在電場中做類平拋運(yùn)動，在y軸負(fù)方向上做初速度為零的勻加速運(yùn)動，設(shè)加速度的大小為a；在x軸正方向上做勻速直線運(yùn)動，設(shè)速度為v0；粒子從P點運(yùn)動到Q點所用的時間為t1，進(jìn)入磁場時速度方向與x軸正方向的夾角為，則at1 v0其中x02l，y0l，又有tan 聯(lián)立式，得30因為M、O、Q點在圓周上，MOQ90，所以MQ為直徑從圖中的幾何關(guān)系可知，R2lMO6l(2)設(shè)粒子在磁場中運(yùn)動的速度為v，從Q到M點運(yùn)動的時間為t2，則有vt2帶電粒子自P點出發(fā)到M點所用的時間t為tt1t2聯(lián)立式，并代入數(shù)據(jù)得t(1) 【答案】(1)6l(2)(1) 12(16分)(xx福州一中高二期末)如圖8，xOy在豎直平面內(nèi)，x軸下方有勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場電場強(qiáng)度為E、方向豎直向下磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里將一個帶電小球從y軸上P(0，h)點以初速度v0豎直向下拋出小球穿過x軸后，恰好做勻速圓周運(yùn)動不計空氣阻力，已知重力加速度為g. 圖8(1)判斷小球帶正電還是負(fù)電；(2)求小球做圓周運(yùn)動的半徑；(3)求小球從P點出發(fā)，到第二次經(jīng)過x軸所用的時間【解析】(1)小球穿過x軸后恰好做勻速圓周運(yùn)動有qEmg，故小球帶負(fù)電(2)設(shè)小球經(jīng)過O點時的速度為v，從P到O，v2v2gh從O到A，根據(jù)牛頓第二定律qvBm，求出r.(3)從P到O，小球第一次經(jīng)過x軸，所用時間為t1，vv0gt1從O到A，小球第二次經(jīng)過x軸，所用時間為t2T，t2求出tt1t2.【答案】(1)負(fù)電(2)(3)