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1、青海省高中物理 人教版選修3-1 第三章磁場 單元試卷
姓名:________ 班級(jí):________ 成績:________
一、 選擇題 (共10題;共24分)
1. (2分) (2017高二上金華期中) 如圖所示,兩個(gè)半徑相同、粗細(xì)相同互相垂直的圓形導(dǎo)線圈,可以繞通過公共的軸線xx′自由轉(zhuǎn)動(dòng),分別通以相等的電流,設(shè)每個(gè)線圈中電流在圓心處產(chǎn)生磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,當(dāng)兩線圈轉(zhuǎn)動(dòng)而達(dá)到平衡時(shí),圓心O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小是( )
A . B
B . 1.414B
C . 2B
D . 0
2. (2分) (2017高一下嵊州期中) 兩
2、個(gè)等量點(diǎn)電荷P、Q在真空中產(chǎn)生的電場線(方向未畫出)如圖所示,一電子在A、B兩點(diǎn)所受的電場力分別為FA和FB , 則它們的大小關(guān)系為( )
A . FA=FB
B . FA<FB
C . FA>FB
D . 無法確定
3. (2分) (2018高二上金華月考) 電視機(jī)顯像管的陰極工作時(shí)能發(fā)射電子,熒光屏被電子束撞擊就能發(fā)光。可是,很細(xì)的束電子打在熒光屏上只能產(chǎn)生一個(gè)亮點(diǎn)。如圖所示,為使電子束偏轉(zhuǎn),產(chǎn)生一幅畫面,需要在管頸安裝偏轉(zhuǎn)線圈來提供偏轉(zhuǎn)磁場。如果要使電子束打在熒光屏上的位置由A逐漸向B點(diǎn)移動(dòng),則下列關(guān)于偏轉(zhuǎn)磁場說法正確的是( )
A . 偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該是勻
3、強(qiáng)磁場,方向垂直于紙面向里
B . 偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該是勻強(qiáng)磁場,方向垂直于紙面向外
C . 偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該是先垂直于紙面向外,其磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減小為0,然后反方向增大
D . 偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該是先垂直于紙面向里,其磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減小為0,然后反方向增大
4. (2分) (2019高二上應(yīng)縣月考) 根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式B=F/(IL),下列說法中正確的是( )
A . 在磁場中某確定位置,B與F成正比,與I、L的乘積成反比
B . 一小段通電直導(dǎo)線在空間某處受磁場力F=0,那么該處的B一定為零
C . 磁場中某處B的方向跟電流在該處受磁場力F的方向相同
D . 一小段通電直導(dǎo)線放
4、在B為零的位置,那么它受到的磁場力F也一定為零
5. (2分) (2020哈爾濱模擬) 如圖所示,在半徑為R的半圓和長為2R、寬為 的矩形區(qū)域內(nèi)充滿磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,方向垂直于紙面向里。一束質(zhì)量為m、電量為q的粒子(不計(jì)粒子間相互作用)以不同的速率從邊界AC的中點(diǎn)垂直于AC射入磁場.所有粒子從磁場的EF圓弧區(qū)域射出(包括E、F點(diǎn))其中EO與FO(O為圓心)之間夾角為60。不計(jì)粒子重力.下列說法正確的是( )
A . 粒子的速率越大,在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越長
B . 粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間可能為
C . 粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間可能為
D . 粒子的最小速率為
5、
6. (2分) 如圖所示,在水平地面上方有正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場,勻強(qiáng)電場方向豎直向下,勻強(qiáng)磁場方向水平向里?,F(xiàn)將一個(gè)帶正電的金屬小球從M點(diǎn)以初速度v0水平拋出,小球著地時(shí)的速度為v1 , 在空中的飛行時(shí)間為t1。若將磁場撤除,其它條件均不變,那么小球著地時(shí)的速度為v2 , 在空中飛行的時(shí)間為t2。小球所受空氣阻力可忽略不計(jì),則關(guān)于v1和v2、t1和t2的大小比較,以下判斷正確的是( )
A . v1>v2 , t1>t2
B . v1<v2 , t1<t2
C . v1=v2 , t1<t2
D . v1=v2 , t1>t2
7. (3分) (2017宜春模擬) 如
6、圖所示,在0≤x≤ a,0≤y≤a的長方形區(qū)域有垂直于xoy平面向外的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,坐標(biāo)原點(diǎn)O處有一個(gè)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)),它們的速度方向均在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≤ ,已知粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T,則下列說法正確的是( )
A . 所有粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷最長的時(shí)間為
B . 所有粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷最長的時(shí)間小于
C . 從磁場上邊界飛出的粒子經(jīng)歷最短的時(shí)間小于
D . 從磁場上邊界飛出的粒子經(jīng)歷最短的時(shí)間為
8.
7、(3分) (2017高三上成都期末) 利用如圖所示裝置可以選擇一定速度范圍內(nèi)的帶電粒子.圖中板MN上方是磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,板上有兩條寬度分別為2d和d的縫,兩縫近端相距為L.一群質(zhì)量為m、電荷量為q,具有不同速度的粒子從寬度為2d的縫垂直于板MN進(jìn)入磁場,對(duì)于能夠從寬度d的縫射出的粒子,下列說法正確的是( )
A . 粒子帶正電
B . 射出粒子的最大速度為
C . 保持d和L不變,增大B,射出粒子的最大速度與最小速度之差增大
D . 保持d和B不變,增大L,射出粒子的最大速度與最小速度之差增大
9. (3分) 速度相同的一束粒子(不計(jì)重力)
8、經(jīng)過速度選擇器后射入質(zhì)譜儀后的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,則下列相關(guān)說法中正確的是( )
A . 這束帶電粒子帶正電
B . 速度選擇器的P1極板帶負(fù)電
C . 能通過狹縫S0的帶電粒子的速率等于
D . 若粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)半徑越大,則該粒子的比荷越小
10. (3分) (2019高二上長治月考) 勞倫斯由于發(fā)明了回旋加速器以及借此取得的成果而于1939年獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng) .回旋加速器是加速帶電粒子的裝置,其核心部分是分別與頻率一定的高頻交流電極相連的兩個(gè)D形金屬盒,兩盒間的狹縫中形成的周期性變化的電場,使粒子在通過狹縫時(shí)都能得到加速,兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場中,如圖
9、所示.要增大帶電粒子射出的動(dòng)能,下列說法正確的是( )
A . 增大勻強(qiáng)電場間的加速電壓,其他保持不變
B . 增大磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度,其他保持不變
C . 減小狹縫間的距離,其他保持不變
D . 增大D形金屬盒的半徑,其他保持不變
二、 填空題 (共1題;共10分)
11. (10分) (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,有足夠的長度跟寬度,其間有勻強(qiáng)磁場,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
10、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。現(xiàn)通過測量通電導(dǎo)線在磁場中所受的安培力,來測量磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小、并判定其方向。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;E為直流電源;R為電阻箱; 為電流表;S為開關(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。
11、
②保持開關(guān)S斷開,在托盤內(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閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)R的值使電流大小適當(dāng),在托盤內(nèi)重新加入適量細(xì)沙,使D________;然后讀出________,并用天平稱出________。
④用米尺測量________。
(3) 用測量的物理量和重力加速度g表示磁感應(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50分)
13. (5分) (2017高二上薌城期末) 如圖所示,電源電動(dòng)勢E=
12、3V,內(nèi)阻不計(jì),水平導(dǎo)軌不計(jì)電阻,不計(jì)摩擦阻力,寬為0.2m.在導(dǎo)軌上擱一導(dǎo)體,其電阻為1Ω,串聯(lián)電阻R的阻值為2Ω,現(xiàn)用水平細(xì)繩通過定滑輪吊著質(zhì)量為0.01kg的重物,此時(shí)重物對(duì)地面的壓力恰好為零,則豎直向上的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為多大?
14. (20分) (2019高二上嘉興月考) 如圖所示,為一除塵裝置的截面圖,其原理是通過板間的電場或磁場使帶電塵埃偏轉(zhuǎn)并吸附到極板上,達(dá)到除塵的目的。已知金屬極板MN長為d,間距也為d。大量均勻分布的塵埃以相同的水平速度v0進(jìn)入除塵裝置,設(shè)每個(gè)塵埃顆粒質(zhì)量為m、電量為―q。當(dāng)板間區(qū)域同時(shí)加入勻強(qiáng)電場和垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場并逐步增強(qiáng)至合適大小
13、時(shí),塵埃恰好沿直線通過該區(qū)域;且只撤去電場時(shí),恰好無塵埃從極板MN間射出,收集效率(打在極板上的塵埃占?jí)m??倲?shù)的百分比)為100%,不計(jì)塵埃的重力、塵埃之間的相互作用及塵埃對(duì)板間電場、磁場的影響。
(1) 判斷M板所帶電荷的電性;
(2) 求極板區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。?
(3) 若撤去極板區(qū)域磁場,只保留原來的電場,則除塵裝置的收集效率是多少?
(4) 把極板區(qū)域的磁場和電場均撤去后,在y軸右側(cè)設(shè)計(jì)一個(gè)垂直于坐標(biāo)平面的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域,就可把全部塵埃收集到位于Q點(diǎn)的收集箱內(nèi)。若直角坐標(biāo)系原點(diǎn)O緊貼金屬極板MN右側(cè)中點(diǎn),Q點(diǎn)坐標(biāo)為(2d,―1.5d),求此磁場的方向及磁感應(yīng)強(qiáng)
14、度B′的大小范圍。
15. (10分) (2019化州模擬) 如圖所示,兩平行金屬板水平放置,板間存在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場和電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場。金屬板右下方以MN為上邊界,PQ為下邊界,MP為左邊界的區(qū)域內(nèi),存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場,磁場寬度為d,MN與下極板等高,MP與金屬板右端在同一豎直線。一個(gè)電荷量為q、質(zhì)量為m的正離子以初速度在兩板間沿平行于金屬板的虛線射入金屬板間。不計(jì)粒子重力。
(1) 已知離子恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng),求金屬板間的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0;
(2) 若撤去板間磁場B0,離子恰好從下極板的右側(cè)邊緣射出電場,方向與水平方向成30角,離子進(jìn)入磁場運(yùn)動(dòng)后從磁場邊界點(diǎn)射
15、出,求該磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。
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)電場和勻強(qiáng)磁場,電場強(qiáng)度E=40N/C,方向豎直向上,磁場的磁感應(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)合場中,最后落在地面上的P點(diǎn)。已知小球a在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受
16、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)軌道的壓力大小;
(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50分)
13-1、
14-1、
14-2、
14-3、
14-4、
15-1、
15-2、
16-1、
16-2、
16-3、