高二上学期期末备考系列选修31

1、-高二上学期期末备考系列选修3-1磁场测试题第一卷 选择题 共40分一、选择题每题4分，共40分1发现通电导线周围存在磁场的科学家是 A洛伦兹 B库仑 C法拉第 D奥斯特2带电粒子垂直匀强磁场方向运动时，会受到洛伦兹力的作用。以下表述正确的选项是 A洛伦兹力对带电粒子做功 B洛伦兹力不改变带电粒子的动能 C洛伦兹力的大小与速度无关 D洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向3. 右图是科学史上一张著名的实验照片，显示一个带电粒子在云室中穿过某种金属板运动的径迹。云室旋转在匀强磁场中，磁场方向垂直照片向里。云室中横放的金属板对粒子的运动起阻碍作用。分析此径迹可知粒子A. 带正电，由下往上运动B. 带正电

2、，由上往下运动C. 带负电，由上往下运动D. 带负电，由下往上运动4如下图的虚线区域内，充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场。一带电粒子a不计重力以一定的初速度由左边界的O点射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区域右边界的O点图中未标出穿出。假设撤去该区域内的磁场而保存电场不变，另一个同样的粒子b不计重力仍以相同初速度由O点射入，从区域右边界穿出，那么粒子b A穿出位置一定在O点下方B穿出位置一定在O点上方C运动时，在电场中的电势能一定减小 D在电场中运动时，动能一定减小5.如图，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向垂直于纸面向里垂直。线段ab、bc和cd的

3、长度均为L，且。流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示。导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力A. 方向沿纸面向上，大小为B. 方向沿纸面向上，大小为C. 方向沿纸面向下，大小为D. 方向沿纸面向下，大小为6.如下图，固定位置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d，其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中。一质量为m质量分布均匀的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为u。现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离L时，速度恰好到达最大运动过程中杆始终与导轨保持垂直。设杆接入电路的电阻为r，导

4、轨电阻不计，重力加速度大小为g。那么此过程7.医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度。电磁血流计由一对电极a和b以及磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的。使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如下图。由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差。在到达平衡时，血管内部的电场可看作是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零。在某次监测中，两触点的距离为，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160V，磁感应强度的大小为。那么血流速度的近似值和电极a、b的正负为A. m/s ，a正、b负 B.

5、 /s ， a正、b负C/s，a负、b正 D. /s ， a负、b正8.图9是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。不板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片。平板S下方有强度为的匀强磁场。以下表述正确的选项是A、质谱仪是分析同位素的重要工具 B、速度选择中的磁场方向垂直纸面向外C、能通过狭缝P的带电粒子的速率等于E/BD、粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的荷质比越小9.根容易形变的弹性导线，两端固定。导线中通有电流，方向如图中箭头所示。当没有磁场时，导线呈直线状态：当分别加上方向竖直向上、水

6、平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的选项是10.直铁芯上绕有一固定线圈M，铁芯右端与一木质圆柱密接，木质圆柱上套有一闭合金属环N，N可在木质圆柱上无摩擦移动。M连接在如下图的电路中，其中R为滑线变阻器，和为直流电源，S为单刀双掷开关。以下情况中，可观测到N向左运动的是A在S断开的情况下，S向a闭合的瞬间B在S断开的情况下，S向b闭合的瞬间C在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向c端移动时D在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向d端移动时第二卷 非选择题 共60分二、填空题每题4分，共12分11.环处于磁感应强度为0.4T的无限大的匀强磁场中。当磁场与环面垂直且穿过

7、环面的磁通量是 Wb,当导线环转过90。且环面与磁场平行时，穿过环面的磁通量为 Wb.12.如右图所示，为一铅板，曲线为一粒子在垂直纸面向里的匀强磁场中的运动轨迹，粒子穿越铅板时的速度方向是，粒子所带的电性是。13.如右图所示，质量为，带电量为的微粒以速度与水平成 45进入匀强电场和匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。如微粒在电场、磁场、重力场作用下做匀速直线运动，那么电场强度，磁感应强度，当微粒到达图中点时，突然将电场方向变为竖直向上，此后微粒将作 。三、计算题6小题，共48分14.如下图，匀强磁场沿水平方向，垂直纸面向里，磁感强度B=1T，匀强电场方向水平向右，场强E=10N/C。一带正电的微

8、粒质量m=210-6kg，电量q=210-6C，在此空间恰好作直线运动，问：1带电微粒运动速度的大小和方向怎样？2假设微粒运动到P点的时刻，突然将磁场撤去，那么经多少时间微粒到达Q点？设PQ连线与电场方向平行ONM15.如下图，以MN为界的两匀强磁场，磁感应强度，方向垂直纸面向里。现有一质量为m、带电量为q的正粒子，从O点沿图示方向进入中。1试画出粒子的运动轨迹；2求经过多长时间粒子重新回到O点？16.如图,在宽度分别为和的两个毗邻的条形区域分别有匀强磁场和匀强电场，磁场方向垂直于纸面向里，电场方向与电、磁场分界线平行向右。一带正电荷的粒子以速率v从磁场区域上边界的P点斜射入磁场，然后以垂直于

9、电、磁场分界线的方向进入电场，最后从电场边界上的Q点射出。PQ垂直于电场方向，粒子轨迹与电、磁场分界线的交点到PQ的距离为d。不计重力,求电场强度与磁感应强度大小之比及粒子在磁场与电场中运动时间之比。17. 1932年，劳伦斯和利文斯设计出了盘旋加速器。盘旋加速器的工作原理如下图，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直。A处粒子源产生的粒子，质量为m、电荷量为+q ，在加速器中被加速，加速电压为U。加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。1求粒子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比；2求粒子从静止开始加速到

10、出口处所需的时间t ；3实际使用中，磁感应强度和加速电场频率都有最大值的限制。假设某一加速器磁感应强度和加速电场频率的最大值分别为Bm、fm，试讨论粒子能获得的最大动能E。18.如图，ABCD是边长为的正方形。质量为、电荷量为的电子以大小为的初速度沿纸面垂直于BC变射入正方形区域。在正方形内适当区域中有匀强磁场。电子从BC边上的任意点入射，都只能从A点射出磁场。不计重力，求：1次匀强磁场区域中磁感应强度的方向和大小；2此匀强磁场区域的最小面积。19.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

11、板左侧的粒子源沿x轴间右连接发射质量为m、电量为+q、速度相同、重力不计的带电粒子在03t时间内两板间加上如图乙所示的电压不考虑极边缘的影响。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、l0、B为量。不考虑粒子间相互影响及返回板间的情况1求电压U的大小。2求1/2时进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径。3何时把两板间的带电粒子在磁场中的运动时间最短？求此最短时间。图甲图乙-高二上学期期末备考系列选修3-1三磁场测试题参考答案第一卷 选择题 共40分一、选择题每题4分，共40分2,可知大小与速度有关. 洛伦兹力的效果就是改变物体的运动方向,不改变速度

12、的大小.3. 答案： A。解析：粒子穿过金属板后，速度变小，由半径公式可知，半径变小，粒子运动方向为由下向上；又由于洛仑兹力的方向指向圆心，由左手定那么，粒子带正电。选A。4【解析】a粒子要在电场、磁场的复合场区内做直线运动，那么该粒子一定做匀速直线运动，故对粒子a有：Bqv=Eq 即只要满足E =Bv无论粒子带正电还是负电，粒子都可以沿直线穿出复合场区，当撤去磁场只保存电场时，粒子b由于电性不确定，故无法判断从O点的上方或下方穿出，故AB错误；粒子b在穿过电场区的过程中必然受到电场力的作用而做类似于平抛的运动，电场力做正功，其电势能减小，动能增大，故C项正确D项错误。【答案】C5. 答案A来

13、等效代替,根据,可知大小为,方向根据左手定那么.A正确.6. 答案BD【解析】当杆到达最大速度vm时，得，A错；由公式，B对；在棒从开始到到达最大速度的过程中由动能定理有：，其中，恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量与回路产生的焦耳热之和，C错；恒力F做的功与安倍力做的功之和等于于杆动能的变化量与克服摩擦力做的功之和，D对。7【答案】A8 ABC 9.第二卷 非选择题 共60分二、填空题每题4分，共12分，012. ，负；13. ，匀速圆周运动。三、计算题6小题，共48分14. 1320m/s 15. 16.答案【解析】此题考查带电粒子在有界磁场中的运动.设粒子的质量和所带正电荷分

14、别为m和q,由洛仑兹力公式和牛顿第二定律得设为虚线与分界线的交点,那么粒子在磁场中的运动时间为式中有粒子进入电场后做类平抛运动,其初速度为v,方向垂直于电场.设粒子的加速度大小为a,由牛顿第二定律得由运动学公式有 由式得由式得17. 解析：(1)设粒子第1次经过狭缝后的半径为r1,速度为v1qu=mv12qv1B=m解得 同理，粒子第2次经过狭缝后的半径 那么 2设粒子到出口处被加速了n圈解得 3加速电场的频率应等于粒子在磁场中做圆周运动的频率，即当磁场感应强度为Bm时，加速电场的频率应为粒子的动能当时，粒子的最大动能由Bm决定解得当时，粒子的最大动能由fm决定解得 181设匀强磁场的磁感应强

15、度的大小为B。令圆弧是自C点垂直于BC入射的电子在磁场中的运行轨道。电子所受到的磁场的作用力应指向圆弧的圆心，因而磁场的方向应垂直于纸面向外。圆弧的圆心在CB边或其延长线上。依题意，圆心在A、C连线的中垂线上，故B 点即为圆心，圆半径为按照牛顿定律有 联立式得2由1中决定的磁感应强度的方向和大小，可知自点垂直于入射电子在A点沿DA方向射出，且自BC边上其它点垂直于入射的电子的运动轨道只能在BAEC区域中。因而，圆弧是所求的最小磁场区域的一个边界。为了决定该磁场区域的另一边界，我们来考察射中A点的电子的速度方向与BA的延长线交角为不妨设的情形。该电子的运动轨迹如右图所示。图中，圆的圆心为O，pq

16、垂直于BC边 ，由式知，圆弧的半径仍为，在D为原点、DC为x轴，AD为轴的坐标系中，P点的坐标为这意味着，在范围内，p点形成以D为圆心、为半径的四分之一圆周，它是电子做直线运动和圆周运动的分界线，构成所求磁场区域的另一边界。因此，所求的最小匀强磁场区域时分别以和为圆心、为半径的两个四分之一圆周和所围成的，其面积为评分参考：此题10分。第1问4分，至式各1分；得出正确的磁场方向的，再给1分。第2问6分，得出“圆弧是所求磁场区域的一个边界的，给2分；得出所求磁场区域的另一个边界的，再给2分；式2分。19解析：1时刻进入两极板的带电粒子在电场中做匀变速曲线运动，时刻刚好从极板边缘射出，在y轴负方向偏移的距离为，那么有，联立以上三式，解得两极板间偏转电压为。2时刻进入两极板的带电粒子，前时间在电场中偏转，后时间两极板没有电场，带电粒子