2016高二物理第三章能力测试(人教版)

1、2016 高二物理第三章力量测试与解析（人教版）（本测试分三部分：填空 18 分，选择 40 分，论述 42 分） 一、填空1、磁流体发电是一项新兴技术，它可以把气体的内能直接转化为电能。 下图是磁流体发 电机的装置：a、b 组成一对平行电极，两极间距为 d,内有磁感应 强度为 b的匀强磁场，现持续将一束等离子体（即高温下电离的气体， 含有大量带正电和带负电的微粒，而整体呈中性 ）垂直喷射入磁场， 每个离子的速度为 v,电荷量大小为 q,忽视两极之间的等效内阻， 稳定时，磁流体发电机的电动势 e =设外电路电阻为 r,则 r 上消耗的功率 p =。2、某同学用如图所示的试验装置争辩电流在磁场中

2、的受力方向与电 流方向、磁场方向之间的关系。(1) 该同学将观看到的试验现象记录在下表中，表中有部分记录 缺失， 请补充完整。试验次序 1p 中电流方向o磁场方向p 的运动方向23?(2) 某次试验中闭合开关后，金属棒 p 不动，写出一种可能的原 因。3、如图所示，水平传送带以恒定速度 5m/s 沿图示方向运动，地 面上 pq 区间有垂直纸面对里的匀强磁场，b=仃，一质量为 0.01kg的带正电 0.05c 的小物体从磁场左方某处无初速释放到传送带上， 若物体与传送带间的动摩擦因数尸02,那么，欲使小物体能匀速通过磁场区域，它释放时离 p 的距离应为 m(g 取 lom/s2 )pq选择4、如

3、图所示，电磁炮是由电源、金属轨道、炮弹和电磁铁组成的。当电源接通后，磁场对流过炮弹的电流产生力的作用， 使炮弹获得极 大的放射速度。下列各俯视图中正确表示磁场 b 方向的是（）5、取两个完全相同的长导线，用其中一根绕成如图（a）所示的螺线管, 当该螺线管中通以电流强度为 i 的电流时，测得螺线管内中部的磁感应强度大小为 b,若将另一根长导线对折后绕成如图（b）所示的螺旋 管，并通以电流强度也为 i 的电流时，则在螺线管内中部的磁感应强 度大小为（）-zttttt - a1 . 1h(a)rrnn(b)a. 0b. 0.5bc. bd. 2b6、佃 22 年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的制造、同位

4、素和质谱 的争辩荣获了诺贝尔化学奖。若一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列说法中正确的是（ ）so :核乳胶片pl fxx xex x x x bix xa .该束带电粒子带负电b.速度选择器的 pi 极板带正电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 m 越小7、如图所示为某种用来束缚原子的磁场的磁感线分布状况，以o 点为坐标原点，沿 z 轴正方向磁感应强度 b 大小的变化最有可能为( )cd8 在雷雨天气时，空中有很多阴雨云都带有大量电荷，在一楼顶有 一避雷针，其四周摆放一圈小磁针，当避雷针正上方的一块阴雨云对则该块阴雨

5、云可能带（）a .正电荷c.正负电荷共存b.负电荷d .无法推断i9、北半球某处，地磁场水平重量b = 08x 10_4t,竖直重量 b2 =避雷针放电时，发觉避雷针四周的小磁针的 s 极呈顺时针排列（俯视），0.5x 104t,海水向北流淌，海洋工作者测量海水的流速时，将两极 板插0 z 0z 0z 0入此海水中，保持两极板正对且垂线沿东西方向，两极板相距d=20m,如图所示，与两极板相连的电压表（可看做是抱负电压表）示数为 u = 02mv，贝卩（）j|b-.l 海水- 东 = 8亠一.a .西侧极板电势高，东侧极板电势低b.西侧极板电势低，东侧极板电势高c .海水的流速大小为 0.125

6、m/sd .海水的流速大小为 0.2m/s10、如图所示，设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面对里的匀强磁场，已知一粒子在重力、电场力和洛伦兹力作用下，从静止开头自a 点沿曲线acb 运动，到达 b 点时速度为零，c 点是运动的最低点，以下说法 正确的是（）a .这粒子必带正电荷b. a 点和 b 点在同一高度c .粒子在 c 点时速度最大d .粒子到达 b 点后，将沿曲线返回 a 点11、如下图所示，m甲o矩形 mnpq 区域内有方向垂直于纸面的匀强磁场，有 5 个带电 粒子从图中箭头所示位置垂直于磁场边界进入磁场， 在纸面内做匀速 圆周运动，运动轨迹为相应的圆弧。这些粒子的质量、电荷量以

7、及速度大小如下表所示。粒子编号质量电荷量（q>0）速度大小1m2qv22m2q2v33m-3q3v42m2q3v52m-qv由以上信息可知，从图中a、b c 处进入的粒子对应表中的编号 分别为（）a. 3、5、4c. 5、3、2b. 4、2、5d. 2、4、5 12、如图所示,一个带正电荷的物块 m,由静止开头从斜面上a 点下滑，滑到水平面 bc 上的 d 点停下来。已知物块与斜面及水平面间的动摩擦因数相 同， 且不计物块经过 b 处时的机械能损失。先在 abc 所在空间加竖直向下的b匀d强c电场，其次次让物块 m 从 a 点由静x止开头x下滑，结果 物块xb。卯 x c加水平向里的匀强

8、磁场，再次让物块m 从 a 点由静止开头下滑，结果物块沿斜面滑下并在水平面上的的是（ ）a. d ”点肯定在 d 点左侧c. d点肯定在 d 点右侧13、如图是医用回旋加速器示意图,d点停下来。则以下说法中正确b. d”点肯定与 d 点重合d. d 点肯定与 d 点重合在水平面上的 d ”点停下来。后又撤去电场，在 abc 所在空间真空室砒盒离子源其核心部分是两个 d 形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别 与高：频电源相连。现分别加速氘核«h）和氦核（ he）。下列说法中正确 的是（）a .它们的最大速度相同b.它们的最大动能相同c .它们在 d 形盒中运动的周期相同d .仅增大

9、高频电源的频率可增大粒子的最大动能14、论述题如图所示，一v()mn,xxxxx直角坐标系 xoy 位于竖直平面内，在水平的 x 轴下方存在匀强 磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度为 b，方向垂直 xoy 平面对里， 电场线平行于 y 轴。一质量为 m、电荷量为 q 的带正电荷的小球，从 y 轴上的 ao点水平向右抛出。经 x 轴上的 m 点进入电场和磁场，恰 能做匀速圆周运动，从x 轴上的 n 点第一次离开电场和磁场，mn 之间的距离为 l,小球过m 点时的速度方向与 x 轴正方向夹角为 0不计空气阻力，重力加速度为 g, 求：(1) 电场强度 e 的大小和方向；(2) 小球从 a 点抛出时初

10、速度 v 0(3) a 点到 x 轴的高度 h。15、如图所示,的大小；质量为 0.05kg，长 l= 0.1m 的铜棒，用长度也为 i 的两根轻软导 线水平悬吊在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为 b = 0.5t。不通电时，轻线在竖直方向，通入恒定电流后，棒向外偏转的最大角度0=37°求此棒中恒定电流多大？（不考虑棒摇摆过程中产生的感应电 流，g 取 10n/kg）ftcos b=tfmgsin0= f=bii安3亠八 005x 10x-mgtan 04.得 1 = -=0.5x 0.1 a = 75a同学乙的解法如下:f1f做功：w = fx= bllsin37 °

11、lsin37= bl (isin37 °安重力做功：wg= mgx2= mgl(1 cos37)由动能定理得：wf+ wg= 0代入数据解得：50i = ya556a请你对甲、乙两同学的解法作出评价：若你对两者都不支持，则给出你认为正确的解答。16、电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏技术来实现的。电子束经过电场加速后，以速度 v 进入一圆形匀强磁场区，如下图所示。磁场方向垂直于圆面。磁场区的中心为 0,半径为 r。当不加磁场时， 电子束将通过 0 点而打到屏幕的中心 m 点。为了让电子束射到屏幕 边缘 p, 需要加磁场，使电子束偏转一已知角度 0,此时磁场的磁感 应强度 b 应为

12、多少？17、如图al xx xbxxb_xx x xx xxx x x所示的正方形盒子开有 a、b、c 三个微孔，盒内有垂直纸面对里的匀 强磁场。一束速率不同的带电粒子(质量、电量均相同，不计重力)从 a 孔沿垂直磁感线方向射入盒中，发觉从 c 孔和 b 孔有粒子射出，试 分析下列问题：(1) 推断粒子的电性；i2(2) 从 b 孔和 c 孔射出的粒子速率之比 v : v ；(3) 它们在盒内运动时间之比 ti : t2。答案及解析_ b d v2 2 21、 bv dr2、(1)如表所示试验次序123p 中电流方向磁场方向p 的运动方向o o?(2) 金属棒受到的摩擦力太大，金属棒与导轨接触

13、不良，磁场太弱， 电流太小等。解析：(1)在 b、l 相互垂直的状况下，已知电流、磁场和安培力三个方向中的两个，依据左手定则即可确定第三个方向。 依据已知条件和 左手定则可以推断分别为：电流方向垂直纸面对外、磁场方向竖直向 上。（2） 金属棒 p 不动，说明金属棒所受安培力小于静摩擦力的最大值，故可以解释为：金属棒受到的摩擦力太大，金属棒与导轨接触不良，磁场太弱，电流太小等。3、： 1 解析：要使物体匀速通过磁场区域必需满足条件 mg= qvbmg 0.01 x 10a=a mg m=2m/sx=2a= 1mv = g= o 05xi m/s= 2m/s 物块进入磁场前的加速度4、b 解析：要

14、使炮弹加速，安培力方向必需向右，由左手定则判知b 中磁场方向符合要求，故 b 对，a、c、d 错。5、a 解析：用双线绕成的螺丝管，双线中的电流刚好相反，其在四周空间产生的磁场相互抵消，所以螺线管内部磁感应强度为零6、bd1场力和洛伦兹力方向相反知,p 板带正电， b 正确；依据 qv b =mv2 r解析：依据左手定则可确定粒子带正电，a 错误；由速度选择器中电r=qb，故可以确定 c 错误，d 正确。7、c 解析：由磁感线的疏密程度表示 b 的大小，因沿 z 轴方向 b 先减小后增大，故最有可能的为 c 图8 b 解析：小磁针的 s 极顺时针排列，说明磁场方向为逆时针，由安培定则可知，电流

15、方向为竖直向上，即该阴雨云带负电荷，故选项b 正确。9、ad 解析：由于海水向北流淌，地磁场有竖直向下的重量，由左手定则可知，正电荷偏向西极板，负电荷偏向东极板，即西侧极板电 势高， 东侧极板电势低，故选项 a 正确；对于流过两极板间的带电-粒子有: uu02x 10 3qvv2xxm/s 0 2m/sb =町，即=0.510-420=，故选项d 正确 10、abc 解析：依据粒子弯曲方向，可知受洛伦兹力方向必沿弯曲 方向，推断出粒子必带正电。而粒子在a、b 两点时速度都为零，在运动过程中洛伦兹力不做功，这样重力的功和电场力的功应均为零。即 a、b 点在同一高度；粒子到达最低点 c 点，电场力

16、功和重力功最大，速度达到最大，而粒子到 b 点后将沿同样路径向右偏转mv mvocb 电性相反，粒子运动的轨道半径qb q,而由题图可知，半径11、d 解析：依据左手定则可知 a、b 带同种电荷，c 所带电荷与 a、最大的粒子有两个，b 是其中之一，a 和 c 两粒子的半径相等，其大小处于中间值，因此分析表中数据并结合粒子电性的限制可知，半径最大的粒子的编号为 3 和 4,半径最小的粒子的编号为 1,半径处于中间的粒子的编号为 2 和 5。又据题图可知有 3 种粒子的电性相同(包 括a、b),另两种粒子的电性也相同(包括 c)，但与前 3 种的电性相反， 综合以上状况可知，只有选项 d 正确。

17、12、bc 解析：依据动能定理 mgh=卩 mgosa lab +卩 mgh当加电场时(mg + eq)h= mg + eq)cosalab+ mg + eq)lbd由上两式得 lbd = lbd ”，所以 b 项正确。当加磁场时，由左手定则知物块在运动过程中对斜面及地面的正压力 减小，又洛仑兹力不做功，所以可推断 c 项正确。13、bc 解析：依据动能定理 mgh=卩mgosa lab+卩 mgld当加电场时(mg + eq)h= mg + eq)cosalab+ mg + eq)lbd由上两式得 lbd = lbd”，所以 b 项正确。当加磁场时，由左手定则知物块在运动过程中对斜面及地面的

18、正压力qbl(2)和 otb14、(i)e=mg,竖直向上减小，又洛仑兹力不做功，所以可推断 c 项正确解析：(1)小球在电场、磁场中恰能做匀速圆周运动，其所受电场力 必需与重力平衡，有 qe= mge =習 重力的方向是竖直向下， 电场力的方向则应为竖直向上，由于小球带正电，所以电场强度方向 竖直向上小球做匀速圆周运动，0”为圆心，mn 为弦长，/ mo ” p =lsin2r0b,如图所示。设半径为 r,由几何关系知of*、炒勺一xxxxxx动的速率为 v，有 qvb =m2v r 由速度的合成与分解知cos0vov小球做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力供应，设小球做圆周运由式得 v= q2m cot 6o设小球到 m 点时的竖直分速度为 v y,它与水平分速度的关系=o为yvv tan 0q2b2l2由匀变速直线运动规律 v = 2gh由式得 h=qmgy15、甲、乙解法都不正确33