2019年高中物理 第5章 磁场与 回旋加速器综合检测 沪科版选修3-1.doc

2019年高中物理 第5章 磁场与 回旋加速器综合检测 沪科版选修3-1一、选择题(本大题共7个小题，每小题6分共42分每小题至少有一个答案是正确的，把正确答案的字母填在题后的括号内)1(xx海口一中高二检测)月球表面周围没有空气，它对物体的引力仅为地球上的1/6，月球表面没有磁场，根据这些特征，在月球上，图中的四种情况能够做到的是()【解析】既然月球表面没有磁场，那么在月球上就不能用指南针定向，所以A错误；月球表面周围没有空气，所以无法使用电风扇吹风，而声音的传播需要介质，所以B、C均不对，只有选项D正确【答案】D2在匀强磁场中某处P放一个长度为L20 cm，通电电流I0.5 A的直导线，测得它受到的最大磁场力F1.0 N，其方向竖直向上，现将该通电导线从磁场撤走，则P处磁感应强度为()A零B10 T，方向竖直向上C0.1 T，方向竖直向下D10 T，方向肯定不沿竖直向上的方向【解析】由B，得B T10 T.因为B的方向与F的方向垂直，所以B的方向不会沿竖直向上的方向【答案】D3(xx烟台高二检测)如图1所示，a、b两金属环同圆心同平面水平放置，当a中通以图示方向电流时，b环中磁通量方向是()图1A向上B向下C向左 D0【解析】a环形成的磁场方向为内部向上，环外向下，被b环包围的磁通量则为向上、向下磁通量的代数和，而向上的磁感线条数比向下的磁感线条数多，故总磁通量为向上，A正确【答案】A4如图所示，通电导线均置于匀强磁场中，其中导线受安培力作用的是()【解析】只有当通电导线和磁场平行时，才不受安培力的作用，如A、C图中的导线，而D中导线与磁场垂直，B中导线与磁场方向夹角为60，因此都受安培力的作用，故正确选项为B、D.【答案】BD5(xx宁德高二质检)如图2所示，在x轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场一个不计重力的带电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成120角若粒子穿过y轴正半轴后在磁场中到x轴的最大距离为a，则该粒子的比荷和所带电荷的正负是()图2A.，正电荷 B.，正电荷C.，负电荷 D.，负电荷【解析】粒子能穿过y轴的正半轴，所以该粒子带负电荷，其运动轨迹如图所示，A点到x轴的距离最大，为RRa，R，得，故C正确【答案】C6如图3所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面向外、强度为B的匀强磁场中质量为m、带电荷量为Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑在滑块下滑的过程中，下列判断正确的是()图3A滑块受到的摩擦力不变B滑块到达地面时的动能与B的大小无关C滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下DB很大时，滑块可能静止于斜面上【解析】据左手定则可知，滑块受到垂直斜面向下的洛伦兹力，C对随着滑块速度的变化，洛伦兹力大小变化，它对斜面的压力大小发生变化，故滑块受到的摩擦力大小变化，A错B越大，滑块受到的洛伦兹力越大，受到的摩擦力也越大，摩擦力做功越多，据动能定理，滑块到达地面时的动能就越小，B错由于开始滑块不受洛伦兹力时就能下滑，故B再大，滑块也不可能静止在斜面上【答案】C7如图4所示，一个带正电荷的小球沿水平光滑绝缘的桌面向右运动，飞离桌上边缘A，最后落到地板上设有磁场时飞行时间为t1，水平射程为x1，着地速度大小为v1；若撤去磁场，其余条件不变时，小球飞行时间为t2，水平射程为x2，着地速度大小为v2，则下列结论不正确的是()图4Ax1x2 Bt1t2Cv1v2 Dv1和v2大小相同【解析】本题考查带电粒子在磁场中的运动情况小球离开桌面具有水平速度，无磁场时做平抛运动，水平射程x2v0t2，下落高度hgt；有磁场时小球除受重力外还受到洛伦兹力的作用，而洛伦兹力始终与速度方向垂直，因此小球在水平方向具有加速度，在水平方向将做变加速运动，而竖直方向加速度a(F为洛伦兹力在竖直方向的分量)，即ag，因此下落h高度用的时间t1t2，B选项正确；水平方向的位移x1x2，A选项正确；又因为洛伦兹力不做功，只有重力做功，能量守恒，所以v1v2，D选项正确；只有C选项错误【答案】C二、非选择题(本题共5个小题，共58分计算题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)8(8分)正方形导线框abcd，匝数为10匝，边长为20 cm，在磁感应强度为0.2 T的匀强磁场中围绕与B方向垂直的转轴匀速转动，转速为120 r/min，当线框从平行于磁场位置开始转过90时，线圈中磁通量的变化量是_Wb.【解析】1BS0.20.20.2 Wb0.008 Wb2BS0.200120.008 Wb.【答案】0.0089(8分)如图5所示，在x轴的上方(y0)存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B.在原点O有一个离子源向x轴上方的各个方向发射出质量为m、电荷量为q的正离子，速度都为v，对那些在xy平面内运动的离子，在磁场中可能到达的最大距离x_，y_.图5【解析】经分析可知沿y轴正方向射入的粒子在x轴上到达的距离最大即2R2 .同理沿x轴负方向射入的粒子到达y轴的距离最大，即2R.【答案】10(12分)(xx福建师大附中期末)如图6所示，在磁感应强度B1 T的匀强磁场中，用两根细线悬挂长L10 cm、质量m5 g的金属杆在金属杆中通以稳恒电流，使悬线受的拉力为零图6(1)求金属杆中电流的大小和方向；(2)若每根悬线所受的拉力为0.1 N，求金属杆中的电流的大小和方向(g10 m/s2)【解析】(1)因为悬线受的拉力为零，所受安培力方向向上F安BILmg，解得：I0.5 A，方向水平向右(2)金属导线在重力mg、悬线拉力2F和安培力BIL的作用下平衡，所以有：mgBIL2F，解得：I1.5 A方向水平向左【答案】(1)0.5 A方向水平向右(2)1.5 A方向水平向左11(14分)如图7所示，在第一象限有一匀强电场，场强大小为E，方向与y轴平行；在x轴下方有一匀强磁场，磁场方向与纸面垂直一质量为m、电荷量为q(q0)的粒子以平行于x轴的速度从y轴上的P点处射入电场，在x轴上的Q点处进入磁场，并从坐标原点O离开磁场粒子在磁场中的运动轨迹与y轴交于M点已知OPl，OQ2l.不计重力，求：图7(1)M点与坐标原点O间的距离；(2)粒子从P点运动到M点所用的时间【解析】(1)带电粒子在电场中做类平抛运动，在y轴负方向上做初速度为零的匀加速运动，设加速度的大小为a；在x轴正方向上做匀速直线运动，设速度为v0；粒子从P点运动到Q点所用的时间为t1，进入磁场时速度方向与x轴正方向的夹角为，则at1 v0其中x02l，y0l，又有tan 联立式，得30因为M、O、Q点在圆周上，MOQ90，所以MQ为直径从图中的几何关系可知，R2lMO6l(2)设粒子在磁场中运动的速度为v，从Q到M点运动的时间为t2，则有vt2带电粒子自P点出发到M点所用的时间t为tt1t2联立式，并代入数据得t(1) 【答案】(1)6l(2)(1) 12(16分)(xx福州一中高二期末)如图8，xOy在竖直平面内，x轴下方有匀强电场和匀强磁场电场强度为E、方向竖直向下磁感应强度为B、方向垂直纸面向里将一个带电小球从y轴上P(0，h)点以初速度v0竖直向下抛出小球穿过x轴后，恰好做匀速圆周运动不计空气阻力，已知重力加速度为g. 图8(1)判断小球带正电还是负电；(2)求小球做圆周运动的半径；(3)求小球从P点出发，到第二次经过x轴所用的时间【解析】(1)小球穿过x轴后恰好做匀速圆周运动有qEmg，故小球带负电(2)设小球经过O点时的速度为v，从P到O，v2v2gh从O到A，根据牛顿第二定律qvBm，求出r.(3)从P到O，小球第一次经过x轴，所用时间为t1，vv0gt1从O到A，小球第二次经过x轴，所用时间为t2T，t2求出tt1t2.【答案】(1)负电(2)(3)