广东省广州市2017-2018学年高中物理 第3章 磁场单元测试卷新人教版选修3-1.doc

第2章 磁场（考试时间：90分钟 试卷满分：100分）一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第18题只有一项符合题目要求，第912题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。1如图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A，A与螺线管垂直，A导线中的电流方向垂直纸面向里。开关S闭合，A受到通电螺线管磁场的作用力方向是A水平向左 B水平向右 C竖直向上 D竖直向下2一不计重力的带正电粒子沿纸面竖直向下飞入某一磁场区域。在竖直平面上运动轨迹如图所示，则该区域的磁场方向是A沿纸面水平向右 B沿纸面水平向左C垂直纸面向外 D垂直纸面向里319世纪法国学者安培提出了著名的分子电流假说。他认为，在原子、分子等物质微粒内部，存在着一种环形电流分子电流（分子电流实际上是由原子内部电子的绕核运动形成的），分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极。下图中将分子电流（上图中箭头表示电子运动方向）等效为小磁体的图示中正确的是AA BB CC DD4如图所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O为半圆弧的圆心，MOP=60，在M、N处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，这时O点的磁感应强度大小为B1。若将M处长直导线移至P处，则O点的磁感应强度大小为B2，那么B2与B1之比为A:1 B:2 C1:1 D1:25如图所示，甲带正电，乙是不带电的绝缘物块，甲、乙叠放在一起，置于粗糙的固定斜面上，地面上方空间有垂直纸面向里的匀强磁场，现用平行于斜面的力F拉乙物块，使甲、乙一起无相对滑动沿斜面向上作匀加速运动的阶段中A甲、乙两物块间的摩擦力不断增大B甲、乙两物块间的摩擦力保持不变C甲、乙两物块间的摩擦力不断减小D乙物块与斜面之间的摩擦力不断增大6一个带电粒子沿垂直于磁场方向射入匀强磁场中，由于沿途空气电离而使粒子的动能逐渐减小，轨迹如图所示。假设粒子的电荷量不变，下列有关粒子的运动方向和所带电性的判断正确的是A粒子由a向b运动，带正电B粒子由b向a运动，带负电C粒子由b向a 运动，带正电D粒子由a向b运动，带负电7如图所示，边长为L的正三角形区域内存在着垂直纸面向里的匀强磁场，质量为m、电荷量为q的带正电粒子以速率v从O点沿OB方向射入磁场，并从AB的中点C离开磁场，则磁场的磁感应强度的大小为A BC D8如图所示，截面为正方形的容器在匀强磁场中，一束电子从a孔垂直于磁场射入容器中，其中一部分从c孔射出，一部分从d孔射出，忽略电子间的作用，下列说法不正确的是A从cd两孔射出的电子速度之比为v1:v2=2:1B从cd两孔射出的电子在容器中运动所用的时间之比为t1:t2=1:2C从cd两孔射出的电子在容器中运动时的加速度大小之比为a1:a2=2:1D从cd两孔射出电子在容器中运动时的加速度大小之比为a1:a2=:19回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交变电流两极相连接的两个D形金属盒，在两盒间的狭缝中形成的周期性变化的匀强电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底面的匀强磁场中，如图所示，设匀强磁场的磁感应强度为B，D形金属盒的半径为R，狭缝间的距离为d，匀强电场间的加速电压为U，要增大带电粒子（电荷量为q、质量为m，不计重力）射出时的动能，则下列方法中可行的是A增大匀强电场间的加速电压B减小狭缝间的距离C增大磁场的磁感应强度D增大D形金属盒的半径10如图所示，质量为m、长为L的导体棒电阻为R，初始时静止于光滑的水平轨道上，电源电动势为E，内阻不计。匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向与轨道平面成角斜向右上方，开关S闭合后导体棒开始运动，则A导体棒向左运动B开关闭合瞬间导体棒MN所受安培力为C开关闭合瞬间导体棒MN所受安培力为D开关闭合瞬间导体棒MN的加速度为11如图是质谱仪的原理图，若速度相同的同一束粒子沿极板P1、P2的轴线射入电磁场区域，由小孔S0射入右边的偏转磁场B2中，运动轨迹如图所示，不计粒子重力。下列相关说法中正确的是A该束带电粒子带正电B速度选择器的P1极板带负电C在B2磁场中运动半径越大的粒子，质量越大D在B2磁场中运动半径越大的粒子，比荷越小12如图所示，在虚线宽度范围内，存在方向垂直纸面向外磁感应强度为B的匀强磁场，某种正离子以初速度v0垂直于左边界射入，离开右边界时偏转角度为。在该宽度范围内，若只存在竖直向下的匀强电场，该离子仍以原来的初速度穿过该区域，偏角角度仍为（不计离子的重力），则下列判断正确的是A匀强电场的电场强度大小为B匀强电场的电场强度大小为C离子穿过电场和磁场的时间之比为D离子穿过电场和磁场的时间之比为二、实验题：本题共2小题，共15分。13（6分）如图为研究磁场对通电导线的作用力的实验，问：（1）若闭合开关，导体棒AB受到的安培力方向 （“向左”或“向右”）；（2）如果将滑动变阻器的触头向右滑动，导体棒AB受到安培力方向 （“反向”或“不变”），安培力大小 （“变大”、“不变”或“变小”）。14（9分）霍尔效应是电磁基本现象之一，近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展。如图1所示，在一矩形半导体薄片的P、Q间通入电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，在M、N间出现电压UH，这个现象称为霍尔效应，UH为霍尔电压，且满足UH=k，式中d为薄片的厚度，k为霍尔系数。某同学通过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数。（1）若该半导体材料是空穴（可视为带正电粒子）导电，电流与磁场方向如图1所示，该同学用电压表测量UH时，应将电压表的“+”接线柱与_（选填“M”或“N”）端通过导线连接。（2）已知薄片厚度d=0.40 mm，该同学保持磁感应强度B=0.10 T不变，改变电流I的大小，测量相应的UH值，记录数据如下表所示。I/103A3.06.09.012.015.018.0UH/103 V1.11.93.44.56.26.8根据表中数据在图3中的坐标纸上画出UHI图线，利用图线求出该材料的霍尔系数为_103 VmA1T1（保留2位有效数字）。（3）该同学查阅资料发现，使半导体薄片中的电流反向再次测量，取两个方向测量的平均值，可以减小霍尔系数的测量误差，为此该同学设计了如图2所示的测量电路。S1、S2均为单刀双掷开关，虚线框内为半导体薄片（未画出）。为使电流自Q端流入，P端流出，应将S1掷向_（选填“a”或“b”），S2掷向_（选填“c”或“d”）。为了保证测量安全，该同学改进了测量电路，将一合适的定值电阻串接在电路中。在保持其他连接不变的情况下，该定值电阻应串接在相邻器件_和_（填器件代号）之间。三、计算题：本题共3小题，共37分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。15（11分）如图所示，在一个范围足够大、磁感应强度B=0.40 T的水平匀强磁场中，用绝缘细线将金属棒吊起呈水平静止状态，且使金属棒与磁场方向垂直。已知金属棒长L=0.20 m，质量m=0.020 kg。（1）若金属棒中通有I=2.0 A向左的电流，求此时金属棒受到的安培力F的大小；（2）改变通过金属棒的电流大小，使细线对金属棒的拉力恰好为零，求此时金属棒中电流的大小。16（12分）如图所示，质量为m，带电荷量为+q的液滴，以速度v沿与水平方向成45角斜向上进入正交的足够大匀强电场和匀强磁场叠加区域，电场强度方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里，液滴在场区做直线运动。重力加速度为g，试求（1）电场强度E和磁感应强度B各是多少？（2）当液滴运动到某一点A时，电场方向突然变为竖直向上，大小不改变，不考虑因电场变化而产生的磁场的影响，此时液滴的加速度是多少？（3）在满足（2）的前提下，粒子从A点到达与A点在同一水平线上的B点（图中未画出）所用的时间。17（14分）如图，在xOy平面第一象限整个区域分布匀强电场，电场方向平行于y轴向下，在第四象限内存在有界匀强磁场，左边界为y轴，右边界为的直线，磁场方向垂直纸面向外。质量为m，带电荷量为+q的粒子从y轴上P点以初速度v0垂直y轴射入匀强电场，在电场力作用下从x轴上Q点以与x轴正方向成45角进入匀强磁场，已知OQ=d，不计粒子重力，求：（1）P点坐标；（2）要使粒子能再进入电场，磁感应强度B的取值范围；（3）要使粒子能第二次进入磁场，磁感应强度B的取值范围。