高中物理全程学习方略课件：阶段质量评估(三)（鲁科选修3-1）

欢迎进入物理课堂 第5 6章 90分钟100分 第 卷 选择题共60分 一 选择题 本题共12小题 每小题5分 共60分 有的小题只有一个选项正确 有的小题有多个选项正确 把正确选项前的字母填在题后的括号内 1 下列说法正确的是 A 空间某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向B 磁感线越密的地方磁感应强度越大 C 磁感线是客观存在的真实曲线D 由B 可知 磁感应强度大小与放入该处的通电导线I L的乘积成反比 解析 选A B 磁感应强度表示磁场的强弱和方向 A对 磁感线的疏密表示磁场的强弱 磁感线密的地方磁场较强 B对 磁感线是假想线 实际不存在 C错 磁场中某点的磁感应强度由磁场决定 与其他因素无关 D错 2 2010 临川高二检测 我国第21次南极科考队在南极观看到了美丽的极光 极光是由来自太阳的高能量带电粒子流高速冲进高空稀薄大气层时 被地球磁场俘获 从而改变原有运动方向 向两极做螺旋运动 这些高能粒子在运动过程中与大气分子或原子剧烈碰撞或摩擦从而激发大气分子或原子 使其发出有一定特征的各种颜色的光 地磁场的存在 使多数宇宙粒子不能到达地面而向 人烟稀少的两极偏移 为地球生命的诞生和维持提供了天然的屏障 科学家发现并证实 向两极做螺旋运动的这些高能粒子的旋转半径是不断减小的 这主要与下列哪些原因有关 A 洛伦兹力对粒子做负功 使其动能减小B 空气阻力做负功 使其动能减小C 南北两极的磁感应强度增强D 太阳对粒子的引力做负功 解析 选B C 由r mv qB可知 半径减小可能是由于v减小或B增大 结合题意可知B C正确 洛伦兹力不做功 A错误 太阳对粒子的引力可以忽略 即使考虑 在地面附近太阳对粒子的引力要小于地球对粒子的引力 D错误 3 一段直导线长L 1m 其中通有I 1A的如图所示的恒定电流 由于它处于匀强磁场中 因而受到垂直于纸面向外 大小为F 1N的安培力作用 据此 A 可以确定这个磁场磁感应强度的大小 又可以确定这个磁场的方向B 仅能确定磁感应强度的大小 不能确定方向C 仅能确定磁感应强度的方向 不能确定大小D 磁感应强度的大小和方向均无法确定 解析 选D 由安培力公式F ILBsin 知 当 90 时B 1T 当 90 时 B 1T 所以磁感应强度的大小和方向均无法确定 选D 4 如图所示 带电粒子在真空环境中的匀强磁场里按图示径迹运动 径迹为互相衔接的两段半径不等的半圆弧 中间是一块薄金属片 粒子穿过时有动能损失 粒子重力不计 下列说法正确的是 A 粒子带正电B 粒子沿edcba方向运动C 粒子通过金属片上方的半个圆弧abc所用的时间长D 粒子通过金属片上 下两个半圆弧abc和cde所用的时间一样长 解析 选A D 由于下半个圆周的半径小 所以粒子由上向下经过c点 即沿abcde方向运动 再根据洛伦兹力提供向心力 结合左手定则可以判定粒子带正电 粒子通过上 下两段圆弧所需时间t T 2 回旋周期T 2 m qB T仅由磁感应强度及粒子的比荷决定 与粒子速度v 回旋半径R无关 因此粒子通过上 下两半圆弧所需时间相等 虽然动能的损耗导致粒子的速度减小 使得回旋半径减小 但周期并不改变 故A D正确 B C错误 5 同位素离子以相同的速率从a孔射入正方形空腔中 空腔内匀强磁场的磁感应强度方向如图所示 如果从b c射出的离子质量分别为m1 m2 打到D点的离子质量为m3 则下列判断正确的是 A m1 m2 m3B m3 m2 m1C m1 m2 1 2D m2 m3 2 1 解析 选B C 根据牛顿运动定律 离子只在洛伦兹力作用下的运动为垂直于磁场平面内的匀速圆周运动 其轨道半径r由F qvB F 可知r 因为据题中条件可判断出rb rc rc rd 所以m1 m2 m2 m3 6 2010 泰州高二检测 如图所示 圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场 三个质量和电荷量都相同的带电粒子a b c 以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场 其运动轨迹如图 若带电粒子只受磁场力的作用 则下列说法正确的是 A a粒子动能最大B c粒子速率最大C b粒子在磁场中运动时间最长D 它们做圆周运动的周期Ta Tb Tc 解析 选B 带电粒子只受磁场力的作用 在匀强磁场中做匀速圆周运动 由三种粒子的轨迹可知 三种粒子做匀速圆周运动的半径关系为ra rb rc 圆弧所对的圆心角 a b c 由于三个粒子的质量和电荷量都相同 结合r mv qB可知va vb vc 所以A错误 B正确 由于三个粒子的质量和电荷量都相同 由周期公式可知三个粒子的周期相同 故D错误 由t T 2 可知ta tb tc 所以C错 7 如图所示的空间中 匀强电场的方向竖直向下 场强为E 匀强磁场的方向垂直于纸面向外 磁感应强度为B 有两个带电小球A和B都能在垂直于磁场方向的同一竖直平面内做匀速圆周运动 两小球间的库仑力可忽略 运动轨迹如图中所示 已知两个带电小球A和B的质量关系为mA 3mB 轨道半径为RA 3RB 则下列说法正确的是 A 小球A带正电 B带负电B 小球A带负电 B带正电C 小球A B的速度比为3 1D 小球A B的速度比为1 3 解析 选C 由于小球在复合场中做匀速圆周运动 所以qE mg qvB 两式联立解得v 所以 故C正确 D错误 由于两小球所受电场力都向上 都与场强方向相反 所以两小球都带负电 故A B错误 8 2010 吉水高二检测 一束带电粒子以同一速度 并从同一位置进入匀强磁场 在磁场中它们的轨迹如图所示 粒子q1的轨迹半径为r1 粒子q2的轨迹半径为r2 且r2 2r1 q1 q2分别是它们的带电量 下列说法正确的是 A q1带负电 q2带正电比荷之比为 2 1B q1带负电 q2带正电比荷之比为 1 2C q1带正电 q2带负电比荷之比为 2 1D q1带正电 q2带负电比荷之比为 1 1 解析 选C 由题图可知粒子初速度方向竖直向上 q1向左偏转 q2向右偏转 所以q1所受洛伦兹力的方向向左 根据左手定则可知 q1为正电荷 q2为负电荷 洛伦兹力提供粒子做圆周运动的向心力 由r mv qB得r2 r1 m2 q2 m1 q1 因为r2 2r1 解得 2 1 故只有C正确 9 将闭合通电导线圆环平行于纸面缓慢地竖直向下放入水平方向垂直纸面向里的匀强磁场中 如图所示 则在通电圆环从刚进入到完全进入磁场的过程中 所受的安培力的大小 A 逐渐增大B 逐渐变小C 先增大后减小D 先减小后增大 解析 选C 通电圆环受到的安培力大小F ILB 其中I B分别为所通电流大小 磁感应强度大小 L指有效长度 它等于圆环所截边界线的长度 由于L先增大后减小 故安培力先增大后减小 C正确 10 2010 杭州高二检测 如图所示 水平放置的平行金属板a b带有等量正负电荷 a板带正电 两板间有垂直于纸面向里的匀强磁场 一个带正电的粒子在两板间做直线运动 粒子的重力不计 关于粒子在两板间运动的情况 正确的是 A 可能向右做匀加速直线运动B 可能向左做匀加速直线运动C 只能是向右做匀速直线运动D 只能是向左做匀速直线运动 解析 选C 粒子在运动过程中要受电场力 恒力 和洛伦兹力作用 若粒子速度是变化的 则洛伦兹力为变力 两力的合力为变力 它不可能做匀变速直线运动 A B错 若粒子向右做匀速直线运动 要满足qvB qE v 时 电场力与洛伦兹力平衡抵消 C对 若粒子向左运动 电场力 洛伦兹力方向均为竖直向下 粒子做曲线运动 D错 11 如图所示 铜质导电板置于匀强磁场中 通电时铜板中电流方向向上 由于磁场的作用 则 A 板左侧聚集较多电子 使b点电势高于a点电势B 板左侧聚集较多电子 使a点电势高于b点电势C 板右侧聚集较多电子 使a点电势高于b点电势D 板右侧聚集较多电子 使b点电势高于a点电势 解析 选A 由题图可知 铜板中的电流方向向上 所以自由电子定向移动的方向是向下的 由左手定则可判断电子所受洛伦兹力向左 板左侧聚集电子 故b点电势高 a点电势低 选A 12 如图所示 三个速度大小不同的同种带电粒子 沿同一方向从图示长方形区域的匀强磁场上边缘射入 当它们从下边缘飞出时与入射方向的偏角分别为90 60 30 则它们在磁场中运动的时间之比为 A 1 1 1B 1 2 3C 3 2 1D 1 解析 选C 如图所示 设带电粒子在磁场中做圆周运动的圆心为O 由几何关系知 圆弧所对应的粒子运动的时间t 因此 同种粒子以不同速度射入磁场 经历时间与它们的偏角 成正比 即t1 t2 t3 90 60 30 3 2 1 C正确 第 卷 非选择题共40分 二 计算题 本题共4小题 共40分 计算题必须要有必要的文字说明和解题步骤 有数值计算的要注明单位 13 8分 如图所示 水平放置的光滑的金属导轨M N 平行置于匀强磁场中 间距为d 磁场的磁感应强度大小为B 方向与导轨平面夹角为 金属棒ab的质量为m 长为L 放在导轨上且与导轨垂直 电源电动势为E 定值电阻为R 其余部分电阻不计 则当开关闭合的瞬间 棒ab的加速度为多大 解析 画出截面图如图所示 有F BIL 2分 Fsin ma 2分 I E R 2分 联立以上三式求得ab的加速度a 2分 答案 14 10分 2010 温州高二检测 如图所示为一种质谱仪示意图 由加速电场 静电分析器和磁分析器组成 已知静电分析器通道的半径为R 均匀辐射电场的场强为E 磁分析器中有垂直纸面向外的匀强磁场 磁感应强度为B 问 1 为了使位于A处电荷量为q 质量为m的离子 从静止开始经加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析器 加速电场的电压U应为多大 2 离子由P点进入磁分析器后 最终打在乳胶片上的Q点 该点距入射点P多远 解析 1 离子在加速电场中加速 根据动能定理有qU mv2 2分 离子在辐射电场中做匀速圆周运动 电场力提供向心力 有qE 2分 解得U ER 1分 2 离子在匀强磁场中做匀速圆周运动 洛伦兹力提供向心力 有qvB 2分 由 式得 2分 1分 答案 1 ER 2 15 12分 如图甲所示 建立Oxy坐标系 两平行极板P Q垂直于y轴且关于x轴对称 极板长度和板间距均为l 第一 四象限有磁场 方向垂直于Oxy平面向里 位于极板左侧的粒子源沿x轴向右连续发射质量为m 电荷量为 q 速度相同 重力不计的带电粒子 在0 3t0时间内两板间加上如图乙所示的电压 不考虑极板边缘的影响 已知t 0时刻进入两板间的带电粒子恰好在t0时刻经极板边缘射入磁场 上述m q l t0 B为已知量 不考虑粒子间相互影响及返回板间的情况 1 求电压U0的大小 2 求t0时进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径 解析 1 t 0时刻进入两极板的带电粒子在电场中做匀变速曲线运动 t0时刻刚好从极板边缘射出 在y轴负方向偏移的距离为l 2 则有E 1分 Eq ma 2分 l 2 at02 2 1分 联立以上三式 解得两极板间偏转电压为 2分 2 t0 2时刻进入两极板间的带电粒子 前t0 2时间在电场中偏转 后t0 2时间两极板没有电场 带电粒子做匀速直线运动 带电粒子沿x轴方向的分速度大小为vx l t0 1分 带电粒子离开电场时沿y轴负方向的分速度大小为vy a t0 1分 带电粒子离开电场时的速度大小为v 1分 设带电粒子离开电场进入磁场做匀速圆周运动的半径为R 则有Bqv 1分 联立 式解得 2分 答案 1 2 16 2010 银川高二检测 10分 一匀强磁场分布在以O为圆心 半径为R的圆形区域内 方向与纸面垂直 如图所示 质量为m 电荷量为q的带正电的质点 经电场加速后 以速度v沿半径MO方向进入磁场 沿圆弧运动到N点 然后离开磁场 MON 120 质点所受重力不计 求 1 磁场的方向 2 该匀强磁场的磁感应强度B 3 带正电的质点从M点运动到N点的时间 解析 1 根据质点偏转方向应用左手定则可以确定磁场方向为垂直纸面向外 2分 2 分别过M N点作MO和NO的垂线 两直线的交点为O 即为质点做圆周运动的圆心 设半径为r 如图所示 则半径r R tan60 R 1分 由r 得 1分 2分 3 由图知质点在磁场中运动对应的圆心角 180 120 60 1分 T 所以质点的运动时间t 1分 代入数据求得t 2分 答案 1 垂直纸面向外 2 3 本部分内容讲解结束 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全