河南省高中物理 人教版选修3-1 第三章磁场 单元试卷

河南省高中物理 人教版选修3-1 第三章磁场 单元试卷姓名:_ 班级:_ 成绩:_一、 选择题 (共10题；共24分)1. （2分） 下列物品中必须用到磁性材料的是（ ） A . DVD碟片B . 计算机上的磁盘C . 钢钉D . 喝水用的搪瓷杯子2. （2分） (2019高二上尚志月考) 如图所示，两个相同的绝缘细圆环带有等量正电荷，电荷在圆环上的分布是均匀的，两圆环相隔一定距离同轴平行固定放置，B、D分别为两环圆心，C为BD中点。一带负电的粒子从很远处沿轴线向下依次穿过两环，若粒子只受电场力作用，则在粒子运动过程中下列说法正确的是 （ ） A . 粒子经过B点时加速度为零B . 粒子经过B点和C点时动能相等C . 粒子从A到C的过程中，电势能一直增大D . 粒子从B到D的过程中，电场力做的总功为03. （2分） (2017衡阳模拟) 如图所示，等腰直角三角形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小为B，AB边长为L，B点处有一粒子源，可以沿BC边成30的方向，向磁场中射入各种不同速率的带有不同电性的带电粒子，粒子质量都为m，电荷量都为q，则下列说法正确的是（ ）A . 若粒子能从AB边射出，则粒子的速度不超过 B . .若粒子能从AB边射出，则粒子的速度不超过 C . 若粒子能从BC边射出，则粒子的速度不超过 D . 若粒子能从BC边射出，则粒子的速度不超过 4. （2分） 如图所示，用粗细均匀的电阻丝折成平面梯形框架，ab、cd边均与ad边成60角，abbccdL，长度为L的电阻丝电阻为r，框架与一电动势为E，内阻为r的电源相连接，垂直于框架平面有磁感应强度为B的匀强磁场，则框架受到的安培力的合力大小为（ ）A . 0B . C . D . 5. （2分） 一个原来静止的 原子核，辐射出粒子，它的两个产物在垂直于它们速度方向的匀强磁场中运动，它们的轨迹和运动方向(图中用箭头表示)可能是下图中哪一个(下图中半径大小没有按比例画)（ ） A . B . C . D . 6. （2分） 如图空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，电场和磁场相互垂直。在电磁场区域中，有一个竖直放置的光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球。O点为圆环的圆心，abc为圆环上的三个点，a点为最高点c点为最低点，Ob沿水平方向。已知小球所受电场力与重力大小相等。现将小球从环的顶端a点由静止释放。下列判断正确的是（ ）A . 当小球运动的弧长为圆周长的1/4时，洛仑兹力最大B . 当小球运动的弧长为圆周长的1/2时，洛仑兹力最大C . 小球从a点到b点，重力势能减小，电势能增大D . 小球从b点运动到c点，电势能增大，动能先增大后减小7. （3分） (2017自贡模拟) 如图所示，在0x a、0ya的长方形区域由垂直于xoy平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，坐标原点O处由一粒子源，在某时刻发射大量质量为m、电荷量为q的带正电粒子（重力不计），其速度方向均在xoy平面内的第一象限，且与y轴正方向的夹角分布在090范围内，速度大小不同，且满足 v ，已知粒子在磁场中做圆周运动的周期为T，则下列说法正确的是（ ）A . 最先从磁场上边界飞出的粒子经历的时间为 B . 最先从磁场上边界飞出的粒子经历的时间小于 C . 最后从磁场中飞出的粒子经历的时间为 D . 最后从磁场中飞出的粒子经历的时间小于 8. （3分） (2017高三上锦州期末) 如图所示，两个质量相等的带电粒子a、b在同一位置A以大小相同的速度射入同一匀强磁场，两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为30和60，经磁场偏转后两粒子都经过B点，AB连线与磁场边界垂直，则（ ）A . a粒子带正电，b粒子带负电B . 两粒子的轨道半径之比Ra：Rb= ：1C . 两粒子所带电荷量之比qa：qb= ：1D . 两粒子的运动时间之比ta：tb=2： 9. （3分） 内壁光滑，水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于环口直径的带正电小球，以速度 沿逆时针方向匀速转动，如图所示，若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度B随时间成正比增加的变化磁场，设运动过程中小球带电量不变，则以下说法正确的是 A . 小球对玻璃环的压力一定不断增大B . 小球受到的磁场力一定不断增大C . 小球先沿逆时针方向减速运动一段时间后沿顺时针方向加速运动D . 电场力对小球先做负功后做正功10. （3分） 美国物理学家劳伦斯于1932年发明的回旋加速器，应用带电粒子在磁场中做圆周运动的特点，能使粒子在较小的空间范围内经过电场的多次加速获得较大的能量，使人类在获得较高能量带电粒子方面前进了一大步如图为一种改进后的回旋加速器示意图，其中盒缝间的加速电场场强大小恒定，且被限制在AC板间，虚线中间不需加电场，如图所示，带电粒子从P0处以速度v0沿电场线方向射入加速电场，经加速后再进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动，对这种改进后的回旋加速器，下列说法正确的是（ ） A . 带电粒子每运动一周被加速一次B . 带电粒子每运动一周P1P2等于P2P3C . 加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸有关D . 加速电场方向需要做周期性的变化二、 填空题 (共1题；共10分)11. （10分） (2017高二上宜春期末) 如图所示为等离子体发电机原理的示意图，平行金属板间距为d，有足够的长度跟宽度，其间有匀强磁场，磁感应强度为B，方向如图，等离子体的流速为v，发电机等效内阻为r，负载电阻为R，等离子体从一侧沿着垂直磁场且与极板平行的方向射入极板间已知电子电量为e，忽略金属板边缘效应，求：（1） 打在上极板上的离子的带电性质；（2） 闭合开关后等离子发电机能提供的最大功率三、 实验题 (共1题；共11分)12. （11分） 图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。所用部分器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E为直流电源；R为电阻箱； 为电流表；S为开关。此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。（1） 在图中画线连接成实验电路图。 （2） 完成下列主要实验步骤中的填空：按图接线。保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量m1。闭合开关S，调节R的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使D_；然后读出_，并用天平称出_。用米尺测量_。（3） 用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出B_。 （4） 判定磁感应强度方向的方法是：若_，磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里。 四、 解答题 (共4题；共45分)13. （5分） 如图所示，t=0时，竖直向上的匀强磁场磁感应强度B0=0.5T，并且以 =1T/s在变化，水平导轨不计电阻，且不计摩擦阻力，宽为0.5m，长L=0.8m在导轨上搁一导体杆ab，电阻R0=0.1，并且水平细绳通过定滑轮吊着质量M=2kg的重物，电阻R=0.4，问经过多少时间能吊起重物？（g=10m/s2） 14. （15分） (2018衡水模拟) 如图所示，一内壁光滑的绝缘圆管A加固定在竖直平面内。圆管的圆心为O，D点为圆管的最低点，AB两点在同一水平线上，AB=2L，圆环的半径为r= (圆管的直径忽略不计)，过OD的虚线与过AB的虚线垂直相交于C点。在虚线AB的上方存在水平向右的、范围足够大的匀强电场；虚线AB的下方存在竖直向下的、范围足够大的匀强电场，电场强度大小等于 。圆心O正上方的P点有一质量为m、电荷量为 ( 0)的绝缘小物体(视 为质点)，PC间距为L。现将该小物体无初速释放，经过一段时间，小物体刚好沿切线无碰撞地进入圆管内，并继续运动。重力加速度用g表示。 （1） 虚线AB上方匀强电场的电场强度为多大? （2） 小物体从管口B离开后，经过一段时间的运动落到虚线AB上的N点(图中未标出N点)，则N点距离C点多远? （3） 小物体由P点运动到N点的总时间为多少? 15. （10分） (2019高三上大名期末) 如图所示，静止于A处的离子，经电压为U的加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析器，从P点垂直CN进入矩形区域的有界匀强电场，电场方向水平向左。静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场，已知圆弧所在处电场强度为E0 ， 方向如图所示；离子质量为m、电荷量为q；QN=2d，PN=3d，离子重力不计。 （1） 求圆弧虚线对应的半径R的大小； （2） 若离子恰好能打在NQ的中点上，求矩形区域QNCD内匀强电场电场强度E的值； 16. （15分） (2019高二下南宁期末) 如图所示，竖直平面内有半径R=0.8m的四分之一光滑圆弧轨道与长CD = 2.0m的绝缘水平面平滑连接。水平面右侧空间存在互相垂直的匀强电场和匀强磁场，电场强度E=40N/C，方向竖直向上，磁场的磁感应强度B=1.0T，方向垂直纸面向外。两个质量均为m=2.0106kg的小球a和b，a球不带电，b球带q=1.0106C的正电，并静止于水平面右边缘处。将a球从圆弧轨道顶端由静止释放，运动到D点与b球发生正碰，碰撞时间极短，碰后两球粘合成一体飞入复合场中，最后落在地面上的P点。已知小球a在水平面上运动时所受的摩擦阻力f=0.1mg，DP =2DN，取g=10m/s2. a、b均可作为质点。（结果保留三位有效数字）求： （1） 小球在C点对轨道的压力大小； （2） 小球a与b相碰后瞬间速度的大小v； （3） 水平面离地面的高度h 第 14 页 共 14 页参考答案一、 选择题 (共10题；共24分)1-1、2-1、3-1、4-1、5-1、6-1、7-1、8-1、9-1、10-1、二、 填空题 (共1题；共10分)11-1、11-2、三、 实验题 (共1题；共11分)12-1、12-2、12-3、12-4、四、 解答题 (共4题；共45分)13-1、14-1、14-2、14-3、15-1、15-2、16-1、16-2、16-3、