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2019-2020年高中物理第3章磁場章末檢測教科版選修

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?2019-2020年高中物理第3章磁場章末檢測教科版選修一、單項選擇題(本題共6小題,每小題4分,共24分)1.關于帶電粒子在電場或磁場中運動的表述,以下正確的是(  )A.帶電粒子在電場中某點受到的電場力方向與該點的電場強度方向相同B.正電荷只在電場力作用下,一定從高電勢處向低電勢處運動C.帶電粒子在磁場中運動時受到的洛倫茲力方向與粒子的速度方向垂直D.帶電粒子在磁場中某點受到的洛倫茲力方向與該點的磁場方向相同答案 C解析 當帶電粒子帶負電時,在電場中某點受到的電場力方向與該點的電場強度方向相反,當帶電粒子帶正電時,受到的電場力方向與該點的電場強度方向相同,故A錯誤;由UAB=知,若電場力的方向與運動方向相反,電場力做負功,則正電荷將從低電勢處向高電勢處運動,故B錯誤;根據左手定則,帶電粒子在磁場中運動時受到的洛倫茲力方向一定與速度的方向垂直.故C正確,D錯誤.所以選C.2.如圖所示,用天平測量勻強磁場的磁感應強度,下列各選項所示的載流線圈匝數相同,邊長MN相等,將它們分別掛在天平的右臂下方,線圈中通有大小相同的電流,天平處于平衡狀態,若磁場發生微小變化,天平最容易失去平衡的是(  )答案 A3.如圖1所示,當開關S閉合的時候,導線ab受力的方向應為(  )圖1A.向右 B.向左 C.向紙外 D.向紙里答案 D4.如圖2所示,兩個平行金屬板M、N間為一個正交的勻強電場和勻強磁場區域,電場方向由M板指向N板,磁場方向垂直紙面向里,OO′為距離兩極板相等且平行兩極板的直線.一質量為m、電荷量為+q的帶電粒子,以速度v0從O點射入,沿OO′方向勻速通過場區,不計帶電粒子的重力,則以下說法不正確的是(  )圖2A.電荷量為-q的粒子以v0從O點沿OO′方向射入仍能勻速通過場區B.電荷量為2q的粒子以v0從O點沿OO′方向射入仍能勻速通過場區C.保持電場強度和磁感應強度大小不變,方向均與原來相反,粒子以v0從O點沿OO′方向射入,則粒子仍能勻速通過場區D.粒子仍以速度v0從右側的O′點沿O′O方向射入,粒子仍能勻速通過場區答案 D5.如圖3所示,空間存在水平向里、磁感應強度的大小為B的勻強磁場,磁場內有一絕緣的足夠長的直桿,它與水平面的傾角為θ,一帶電荷量為-q、質量為m的帶負電小球套在直桿上,從A點由靜止沿桿下滑,小球與桿之間的動摩擦因數為μ<tan θ.則小球運動過程中的速度-時間圖像可能是(  )圖3答案 C解析 帶電小球靜止時受到豎直向下的重力G、垂直斜面向上的支持力N和沿斜面向上的摩擦力f,小球下滑后,再受到一個垂直斜面向上的洛倫茲力F,沿斜面方向有:mgsin θ-μ(mgcos θ-F)=ma,在垂直于斜面方向有:N+F=mgcos θ,由于小球加速,據F=qvB,F增大而支持力N減小,據f=μN,摩擦力減小,導致小球的加速度a增加;當速度v增加到某個值時,出現mgcos θ-F=0,有mgsin θ=ma,此時小球的加速度最大;此后,F>mgcos θ,支持力N反向,且速度越大,支持力N越大,摩擦力f也隨著增加,最后出現mgsin θ=f,之后小球勻速下滑,所以只有C選項正確.6.帶電粒子以初速度v0從a點進入勻強磁場如圖4所示,運動中經過b點,Oa=Ob.若撤去磁場加一個與y軸平行的勻強電場,帶電粒子仍以速度v0從a點進入電場,仍能通過b點,則電場強度E和磁感應強度B的比值為(  )圖4A.v0 B. C.2v0 -省略部分-kx2及向下的安培力BI2l和重力mg作用,處于平衡狀態,有:2kx2=mg+BI2l②①②兩式相除并整理,得彈簧伸長x2為:x2=·x1=×1 cm=3 cm.14.(8分)如圖11所示,質量為m,電荷量為q的帶電粒子,以初速度v沿垂直磁場方向射入磁感應強度為B的勻強磁場,在磁場中做勻速圓周運動.不計帶電粒子所受重力.圖11(1)求粒子做勻速圓周運動的半徑R和周期T;(2)為使該粒子做勻速直線運動,還需要同時存在一個與磁場方向垂直的勻強電場,求電場強度E的大?。鸢浮?1)  (2)vB解析 (1)洛倫茲力提供向心力,有F洛=qvB=m帶電粒子做勻速圓周運動的半徑R=勻速圓周運動的周期T==(2)粒子受電場力F電=qE,洛倫茲力F洛=qvB,粒子做勻速直線運動,則qE=qvB,電場強度E的大小E=vB.15.(12分)如圖12所示,直角坐標系xOy位于豎直平面內,在水平的x軸下方存在勻強磁場和勻強電場,磁場的磁感應強度為B,方向垂直xOy平面向里,電場線平行于y軸.一質量為m、電荷量為q的帶正電荷的小球,從y軸上的A點水平向右拋出.經x軸上的M點進入電場和磁場,恰能做勻速圓周運動,從x軸上的N點第一次離開電場和磁場,MN之間的距離為L,小球過M點時的速度方向與x軸正方向夾角為θ.不計空氣阻力,重力加速度為g,求:圖12(1)電場強度E的大小和方向;(2)小球從A點拋出時初速度v0的大??;(3)A點到x軸的高度h.答案 (1) 方向豎直向上 (2)cot θ(3)解析 (1)小球在電場和磁場中恰能做勻速圓周運動,其所受電場力必須與重力平衡,有qE=mg①E=②重力的方向是豎直向下,電場力的方向則應為豎直向上,由于小球帶正電,所以電場強度方向豎直向上.(2)小球做勻速圓周運動,O′為圓心,MN為弦長,∠MO′P=θ,如圖所示.設半徑為r,由幾何關系知=sin θ③小球做勻速圓周運動的向心力由洛倫茲力提供,設小球做圓周運動的速率為v,有qvB=④由速度的合成與分解知=cos θ⑤由③④⑤式得v0=cot θ⑥(3)設小球到M點時的豎直分速度為vy,它與水平分速度的關系為vy=v0tan θ⑦由勻變速直線運動規律得v=2gh⑧由⑥⑦⑧式得h=.16.(12分)回旋加速器的工作原理如圖13甲所示,置于真空中的D形金屬盒半徑為R,兩盒間狹縫的間距為d,磁感應強度為B的勻強磁場與盒面垂直,被加速粒子的質量為m,電荷量為+q,加在狹縫間的交變電壓如圖乙所示,電壓值的大小為U0.周期T=.一束該粒子在t=0~時間內從A處均勻地飄入狹縫,其初速度視為零.現考慮粒子在狹縫中的運動時間,假設能夠出射的粒子每次經過狹縫均做加速運動,不考慮粒子間的相互作用.求:圖13(1)出射粒子的動能Em;(2)粒子從飄入狹縫至動能達到Em所需的總時間t0;(3)要使飄入狹縫的粒子中有超過99%能射出,d應滿足的條件.答案 (1) (2)-(3)d99%,解得d<
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