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1、河南省高中物理 人教版選修3-1 第三章磁場(chǎng) 單元試卷
姓名:________ 班級(jí):________ 成績(jī):________
一、 選擇題 (共10題;共24分)
1. (2分) 下列物品中必須用到磁性材料的是( )
A . DVD碟片
B . 計(jì)算機(jī)上的磁盤(pán)
C . 鋼釘
D . 喝水用的搪瓷杯子
2. (2分) (2019高二上尚志月考) 如圖所示,兩個(gè)相同的絕緣細(xì)圓環(huán)帶有等量正電荷,電荷在圓環(huán)上的分布是均勻的,兩圓環(huán)相隔一定距離同軸平行固定放置,B、D分別為兩環(huán)圓心,C為BD中點(diǎn)。一帶負(fù)電的粒子從很遠(yuǎn)處沿軸線向下依次穿
2、過(guò)兩環(huán),若粒子只受電場(chǎng)力作用,則在粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中下列說(shuō)法正確的是 ( )
A . 粒子經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)加速度為零
B . 粒子經(jīng)過(guò)B點(diǎn)和C點(diǎn)時(shí)動(dòng)能相等
C . 粒子從A到C的過(guò)程中,電勢(shì)能一直增大
D . 粒子從B到D的過(guò)程中,電場(chǎng)力做的總功為0
3. (2分) (2017衡陽(yáng)模擬) 如圖所示,等腰直角三角形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,AB邊長(zhǎng)為L(zhǎng),B點(diǎn)處有一粒子源,可以沿BC邊成30的方向,向磁場(chǎng)中射入各種不同速率的帶有不同電性的帶電粒子,粒子質(zhì)量都為m,電荷量都為q,則下列說(shuō)法正確的是( )
A . 若粒子能從AB邊射出,則粒子的速度
3、不超過(guò)
B . .若粒子能從AB邊射出,則粒子的速度不超過(guò)
C . 若粒子能從BC邊射出,則粒子的速度不超過(guò)
D . 若粒子能從BC邊射出,則粒子的速度不超過(guò)
4. (2分) 如圖所示,用粗細(xì)均勻的電阻絲折成平面梯形框架,ab、cd邊均與ad邊成60角,ab=bc=cd=L,長(zhǎng)度為L(zhǎng)的電阻絲電阻為r,框架與一電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r的電源相連接,垂直于框架平面有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),則框架受到的安培力的合力大小為( )
A . 0
B .
C .
D .
5. (2分) 一個(gè)原來(lái)靜止的 原子核,輻射出α粒子,它的兩個(gè)產(chǎn)物在垂直于它們速度方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)
4、中運(yùn)動(dòng),它們的軌跡和運(yùn)動(dòng)方向(圖中用箭頭表示)可能是下圖中哪一個(gè)(下圖中半徑大小沒(méi)有按比例畫(huà))( )
A .
B .
C .
D .
6. (2分) 如圖空間存在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)和磁場(chǎng)相互垂直。在電磁場(chǎng)區(qū)域中,有一個(gè)豎直放置的光滑絕緣圓環(huán),環(huán)上套有一個(gè)帶正電的小球。O點(diǎn)為圓環(huán)的圓心,abc為圓環(huán)上的三個(gè)點(diǎn),a點(diǎn)為最高點(diǎn)c點(diǎn)為最低點(diǎn),Ob沿水平方向。已知小球所受電場(chǎng)力與重力大小相等。現(xiàn)將小球從環(huán)的頂端a點(diǎn)由靜止釋放。下列判斷正確的是( )
A . 當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)的弧長(zhǎng)為圓周長(zhǎng)的1/4時(shí),洛侖茲力最大
B . 當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)的弧長(zhǎng)為圓
5、周長(zhǎng)的1/2時(shí),洛侖茲力最大
C . 小球從a點(diǎn)到b點(diǎn),重力勢(shì)能減小,電勢(shì)能增大
D . 小球從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn),電勢(shì)能增大,動(dòng)能先增大后減小
7. (3分) (2017自貢模擬) 如圖所示,在0≤x≤ a、0≤y≤a的長(zhǎng)方形區(qū)域由垂直于xoy平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,坐標(biāo)原點(diǎn)O處由一粒子源,在某時(shí)刻發(fā)射大量質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子(重力不計(jì)),其速度方向均在xoy平面內(nèi)的第一象限,且與y軸正方向的夾角分布在0~90范圍內(nèi),速度大小不同,且滿足 ≤v≤ ,已知粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T(mén),則下列說(shuō)法正確的是( )
A . 最先從磁場(chǎng)上邊界飛出的粒
6、子經(jīng)歷的時(shí)間為
B . 最先從磁場(chǎng)上邊界飛出的粒子經(jīng)歷的時(shí)間小于
C . 最后從磁場(chǎng)中飛出的粒子經(jīng)歷的時(shí)間為
D . 最后從磁場(chǎng)中飛出的粒子經(jīng)歷的時(shí)間小于
8. (3分) (2017高三上錦州期末) 如圖所示,兩個(gè)質(zhì)量相等的帶電粒子a、b在同一位置A以大小相同的速度射入同一勻強(qiáng)磁場(chǎng),兩粒子的入射方向與磁場(chǎng)邊界的夾角分別為30和60,經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后兩粒子都經(jīng)過(guò)B點(diǎn),AB連線與磁場(chǎng)邊界垂直,則( )
A . a粒子帶正電,b粒子帶負(fù)電
B . 兩粒子的軌道半徑之比Ra:Rb= :1
C . 兩粒子所帶電荷量之比qa:qb= :1
D . 兩粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比ta
7、:tb=2:
9. (3分) 內(nèi)壁光滑,水平放置的玻璃圓環(huán)內(nèi),有一直徑略小于環(huán)口直徑的帶正電小球,以速度 沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng),如圖所示,若在此空間突然加上方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間成正比增加的變化磁場(chǎng),設(shè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球帶電量不變,則以下說(shuō)法正確的是
A . 小球?qū)ΣAЛh(huán)的壓力一定不斷增大
B . 小球受到的磁場(chǎng)力一定不斷增大
C . 小球先沿逆時(shí)針?lè)较驕p速運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后沿順時(shí)針?lè)较蚣铀龠\(yùn)動(dòng)
D . 電場(chǎng)力對(duì)小球先做負(fù)功后做正功
10. (3分) 美國(guó)物理學(xué)家勞倫斯于1932年發(fā)明的回旋加速器,應(yīng)用帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),能使粒子在較小的空間范圍內(nèi)經(jīng)過(guò)
8、電場(chǎng)的多次加速獲得較大的能量,使人類在獲得較高能量帶電粒子方面前進(jìn)了一大步.如圖為一種改進(jìn)后的回旋加速器示意圖,其中盒縫間的加速電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)大小恒定,且被限制在AC板間,虛線中間不需加電場(chǎng),如圖所示,帶電粒子從P0處以速度v0沿電場(chǎng)線方向射入加速電場(chǎng),經(jīng)加速后再進(jìn)入D形盒中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),對(duì)這種改進(jìn)后的回旋加速器,下列說(shuō)法正確的是( )
A . 帶電粒子每運(yùn)動(dòng)一周被加速一次
B . 帶電粒子每運(yùn)動(dòng)一周P1P2等于P2P3
C . 加速粒子的最大速度與D形盒的尺寸有關(guān)
D . 加速電場(chǎng)方向需要做周期性的變化
二、 填空題 (共1題;共10分)
11. (10分) (
9、2017高二上宜春期末) 如圖所示為等離子體發(fā)電機(jī)原理的示意圖,平行金屬板間距為d,有足夠的長(zhǎng)度跟寬度,其間有勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向如圖,等離子體的流速為v,發(fā)電機(jī)等效內(nèi)阻為r,負(fù)載電阻為R,等離子體從一側(cè)沿著垂直磁場(chǎng)且與極板平行的方向射入極板間.已知電子電量為e,忽略金屬板邊緣效應(yīng),求:
(1)
打在上極板上的離子的帶電性質(zhì);
(2)
閉合開(kāi)關(guān)后等離子發(fā)電機(jī)能提供的最大功率.
三、 實(shí)驗(yàn)題 (共1題;共11分)
12. (11分) 圖中虛線框內(nèi)存在一沿水平方向、且與紙面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)?,F(xiàn)通過(guò)測(cè)量通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受的安培力,來(lái)測(cè)量磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小、并判定其方向
10、。所用部分器材已在圖中給出,其中D為位于紙面內(nèi)的U形金屬框,其底邊水平,兩側(cè)邊豎直且等長(zhǎng);E為直流電源;R為電阻箱; 為電流表;S為開(kāi)關(guān)。此外還有細(xì)沙、天平、米尺和若干輕質(zhì)導(dǎo)線。
(1) 在圖中畫(huà)線連接成實(shí)驗(yàn)電路圖。
(2) 完成下列主要實(shí)驗(yàn)步驟中的填空:
①按圖接線。
②保持開(kāi)關(guān)S斷開(kāi),在托盤(pán)內(nèi)加入適量細(xì)沙,使D處于平衡狀態(tài);然后用天平稱出細(xì)沙質(zhì)量m1。
③閉合開(kāi)關(guān)S,調(diào)節(jié)R的值使電流大小適當(dāng),在托盤(pán)內(nèi)重新加入適量細(xì)沙,使D________;然后讀出________,并用天平稱出________。
④用米尺測(cè)量________。
(3) 用測(cè)量的物理量和重力加速度g表示
11、磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小,可以得出B=________。
(4) 判定磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的方法是:若________,磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向外;反之,磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里。
四、 解答題 (共4題;共45分)
13. (5分) 如圖所示,t=0時(shí),豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B0=0.5T,并且以 =1T/s在變化,水平導(dǎo)軌不計(jì)電阻,且不計(jì)摩擦阻力,寬為0.5m,長(zhǎng)L=0.8m.在導(dǎo)軌上擱一導(dǎo)體桿ab,電阻R0=0.1Ω,并且水平細(xì)繩通過(guò)定滑輪吊著質(zhì)量M=2kg的重物,電阻R=0.4Ω,問(wèn)經(jīng)過(guò)多少時(shí)間能吊起重物?(g=10m/s2)
14. (15分) (2018衡水模擬) 如
12、圖所示,一內(nèi)壁光滑的絕緣圓管A加固定在豎直平面內(nèi)。圓管的圓心為O,D點(diǎn)為圓管的最低點(diǎn),AB兩點(diǎn)在同一水平線上,AB=2L,圓環(huán)的半徑為r= (圓管的直徑忽略不計(jì)),過(guò)OD的虛線與過(guò)AB的虛線垂直相交于C點(diǎn)。在虛線AB的上方存在水平向右的、范圍足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng);虛線AB的下方存在豎直向下的、范圍足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度大小等于 。圓心O正上方的P點(diǎn)有一質(zhì)量為m、電荷量為 ( >0)的絕緣小物體(視 為質(zhì)點(diǎn)),PC間距為L(zhǎng)?,F(xiàn)將該小物體無(wú)初速釋放,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,小物體剛好沿切線無(wú)碰撞地進(jìn)入圓管內(nèi),并繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。重力加速度用g表示。
(1) 虛線AB上方勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為多大?
13、
(2) 小物體從管口B離開(kāi)后,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)動(dòng)落到虛線AB上的N點(diǎn)(圖中未標(biāo)出N點(diǎn)),則N點(diǎn)距離C點(diǎn)多遠(yuǎn)?
(3) 小物體由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的總時(shí)間為多少?
15. (10分) (2019高三上大名期末) 如圖所示,靜止于A處的離子,經(jīng)電壓為U的加速電場(chǎng)加速后沿圖中圓弧虛線通過(guò)靜電分析器,從P點(diǎn)垂直CN進(jìn)入矩形區(qū)域的有界勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)方向水平向左。靜電分析器通道內(nèi)有均勻輻向分布的電場(chǎng),已知圓弧所在處電場(chǎng)強(qiáng)度為E0 , 方向如圖所示;離子質(zhì)量為m、電荷量為q;QN=2d,PN=3d,離子重力不計(jì)。
(1) 求圓弧虛線對(duì)應(yīng)的半徑R的大?。?
(2) 若離子恰好能打在NQ的中點(diǎn)上
14、,求矩形區(qū)域QNCD內(nèi)勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度E的值;
16. (15分) (2019高二下南寧期末) 如圖所示,豎直平面內(nèi)有半徑R=0.8m的四分之一光滑圓弧軌道與長(zhǎng)CD = 2.0m的絕緣水平面平滑連接。水平面右側(cè)空間存在互相垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度E=40N/C,方向豎直向上,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T,方向垂直紙面向外。兩個(gè)質(zhì)量均為m=2.010-6kg的小球a和b,a球不帶電,b球帶q=1.010-6C的正電,并靜止于水平面右邊緣處。將a球從圓弧軌道頂端由靜止釋放,運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)與b球發(fā)生正碰,碰撞時(shí)間極短,碰后兩球粘合成一體飛入復(fù)合場(chǎng)中,最后落在地面上的P點(diǎn)。已知小球a在水平面
15、上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的摩擦阻力f=0.1mg,DP =2DN,取g=10m/s2. a、b均可作為質(zhì)點(diǎn)。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)求:
(1) 小球在C點(diǎn)對(duì)軌道的壓力大?。?
(2) 小球a與b相碰后瞬間速度的大小v;
(3) 水平面離地面的高度h.
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參考答案
一、 選擇題 (共10題;共24分)
1-1、
2-1、
3-1、
4-1、
5-1、
6-1、
7-1、
8-1、
9-1、
10-1、
二、 填空題 (共1題;共10分)
11-1、
11-2、
三、 實(shí)驗(yàn)題 (共1題;共11分)
12-1、
12-2、
12-3、
12-4、
四、 解答題 (共4題;共45分)
13-1、
14-1、
14-2、
14-3、
15-1、
15-2、
16-1、
16-2、
16-3、