貴州省高中物理 人教版選修3-1 第三章磁場 單元試卷 姓名:________ 班級:________ 成績:________ 一、 選擇題 (共10題；共24分) 1. （2分） 如圖直導(dǎo)線AB、螺旋管C、電磁鐵D三者相距較遠(yuǎn)，它們產(chǎn)生的磁場互不影響．當(dāng)開關(guān)S閉合穩(wěn)定后，則圖中小磁針的N極（黑色的一端）指向正確的是（ ） A . a B . e C . c D . d 2. （2分） (2017高二上鄒平期中) 某電場的電場線分布如圖所示，將某點電荷分別放在a、b兩點，則點電荷所受的電場力的大小關(guān)系是（ ） A . Fa＜Fb B . Fa=Fb C . Fa＞Fb D . 無法確定 3. （2分） 如圖所示，通電豎直長直導(dǎo)線的電流方向向上，初速度為 的電子平行于直導(dǎo)線豎直向上射出，不考慮電子的重力，則電子將 A . 向右偏轉(zhuǎn)，速率不變 B . 向左偏轉(zhuǎn)，速率改變 C . 向左偏轉(zhuǎn)，速率不變 D . 向右偏轉(zhuǎn)，速率改變 4. （2分） (2020高二上興慶期末) 將閉合通電導(dǎo)線圓環(huán)平行于紙面緩慢地豎直向下放入水平方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，如圖所示，則在通電圓環(huán)從剛進(jìn)入到完全進(jìn)入磁場的過程中，所受的安培力的大?。? ） A . 逐漸增大 B . 逐漸變小 C . 先增大后減小 D . 先減小后增大 5. （2分） (2017高二上黑龍江期末) 一帶電粒子（重力不計）在勻強(qiáng)磁場中運動軌跡如圖所示，中央是一簿絕緣板，粒子在穿過絕緣板時有動能損失，由圖可知（ ） A . 粒子的運動方向是abcde B . 粒子帶負(fù)電 C . 粒子的運動方向是edcba D . 粒子在下半周期比上半周期所用時間長 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。現(xiàn)將一個帶正電的金屬小球從M點以初速度v0水平拋出，小球著地時的速度為v1 ， 在空中的飛行時間為t1。若將磁場撤除，其它條件均不變，那么小球著地時的速度為v2 ， 在空中飛行的時間為t2。小球所受空氣阻力可忽略不計，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） (2018高二上南寧期末) 如圖所示，在 、 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O處有一個粒子源，在某時刻發(fā)射大量質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子（重力不計），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 ．已知粒子在磁場中做圓周運動的周期為T ， 則下列說法正確的是 A . 最先從磁場上邊界飛出的粒子經(jīng)歷的時間為 B . 最先從磁場上邊界飛出的粒子經(jīng)歷的時間小于 C . 最后從磁場中飛出的粒子經(jīng)歷的時間為 D . 最后從磁場中飛出的粒子經(jīng)歷的時間小于 8. （3分） (2019高二下哈爾濱期中) 靜止在勻強(qiáng)磁場中的某放射性元素的原子核，當(dāng)它放出一個α粒子后，其速度方向與磁場方向垂直，測得α粒子和反沖核軌道半徑之比為44∶1(圖中半徑大小沒有按實際比例畫)，如圖所示，則（ ） A . 分開瞬間α粒子與反沖核動量大小相等、方向相反 B . 原來放射性元素原子核的核電荷數(shù)為88 C . 產(chǎn)生的反沖核的核電荷數(shù)為88 D . α粒子和反沖核的速度之比為1∶2 9. （3分） 來自太陽和其他星體的宇宙射線含有大量高能帶電粒子，若這些粒子都到達(dá)地面，將會對地球上的生命帶來危害。但由于地磁場的存在改變了宇宙射線中帶電粒子的運動方向，使得很多高能帶電粒子不能到達(dá)地面。下面說法中正確的是（ ） A . 地磁場對垂直射向地球表面的宇宙射線的阻擋作用在南．北兩極附近最強(qiáng)，赤道附近最弱 B . 地磁場對垂直射向地球表面的宇宙射線的阻擋作用在南．北兩極附近最弱，赤道附近最強(qiáng) C . 地磁場會使沿地球赤道平面垂直射向地球的宇宙射線中的帶電粒子向兩極偏轉(zhuǎn) D . 地磁場只對帶電的宇宙射線有阻擋作用，對不帶電的射線(如γ射線)沒有阻擋作用 10. （3分） 回旋加速器是加速帶電粒子的裝置．其核心部分是分別與高頻交流電源兩極相連接的兩個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，如圖所示，則下列說法中正確的是（ ） A . 增大電場間的加速電壓可增大帶電粒子射出時的動能 B . 增大磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度可增大帶電粒子射出時的動能 C . 增大D形金屬盒的半徑可增大帶電粒子射出時的動能 D . 增強(qiáng)磁場但不改變交流電的周期，則不能保證粒子每次通過狹縫時都被加速 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、 實驗題 (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?，F(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驗電路圖。 （2） 完成下列主要實驗步驟中的填空： ①按圖接線。 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高二上湖北期中) 如圖，一長為10cm的金屬棒ab用兩個完全相同的彈簧水平地懸掛在勻強(qiáng)磁場中；磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.1T，方向垂直于紙面向里；彈簧上端固定，下端與金屬棒絕緣．金屬棒通過開關(guān)與一電動勢為12V的電池相連，電路總電阻為2Ω．已知開關(guān)斷開時兩彈簧的伸長量均為0.5cm；閉合開關(guān)，系統(tǒng)重新平衡后，兩彈簧的伸長量與開關(guān)斷開時相比均改變了0.3cm，重力加速度大小取10m/s2 ． 求出金屬棒的質(zhì)量． 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)每個塵埃顆粒質(zhì)量為m、電量為―q。當(dāng)板間區(qū)域同時加入勻強(qiáng)電場和垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場并逐步增強(qiáng)至合適大小時，塵埃恰好沿直線通過該區(qū)域;且只撤去電場時，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塵?？倲?shù)的百分比）為100%，不計塵埃的重力、塵埃之間的相互作用及塵埃對板間電場、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的大小； （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)計一個垂直于坐標(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點的收集箱內(nèi)。若直角坐標(biāo)系原點O緊貼金屬極板MN右側(cè)中點，Q點坐標(biāo)為（2d，―1.5d），求此磁場的方向及磁感應(yīng)強(qiáng)度B′的大小范圍。 15. （15分） (2019高二上寧波月考) 如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系xOy內(nèi)，第二、三象限內(nèi)存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場，第一、四象限內(nèi)存在半徑為L的圓形勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于坐標(biāo)平面向外。一個比荷（q/m）為K的帶正電的粒子從第三象限中的Q（-2L，-L）點以速度 沿x軸正方向射出，恰好從坐標(biāo)原點O進(jìn)入磁場，從P（2L，0）點射出磁場。不計粒子重力，求： （1） 電場強(qiáng)度E； （2） 從P點射出時速度 的大??； （3） 粒子在磁場與電場中運動時間之比． 16. （10分） (2019蘭州模擬) 水平面上有一個豎直放置的部分圓弧軌道，A為軌道的最低點，半徑OA豎直，圓心角AOB為60，半徑R=0.8m，空間有豎直向下的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)E=1104N/C。一個質(zhì)量m=2kg，帶電量為q=－110－3C的帶電小球，從軌道左側(cè)與圓心O同一高度的C點水平拋出，恰好從B點沿切線進(jìn)入圓弧軌道，到達(dá)最低點A時對軌道的壓力FN=32.5N。求： （1） 小球拋出時的初速度v0大?。? （2） 小球從B到A的過程中克服摩擦所做的功Wf。 第 13 頁 共 13 頁 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、 實驗題 (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、 15-3、 16-1、 16-2、