高中物理人教版1第三章磁场 市获奖

新人教版选修3-1《第3章磁场》单元测试卷（山西省朔州市右玉一中）（1）一、选择题（每小题6分，共42分，每小题有一个或多个选项正确，全对得6分，少选得3分，有错选或不选得0分）1．如图所示，通电竖直长直导线的电流方向向上，初速度为υ0的电子平行于直导线竖直向上射出，不考虑电子的重力，则电子将（）A．向右偏转，速率不变 B．向左偏转，速率改变C．向左偏转，速率不变 D．向右偏转，速率改变2．如图所示是表示磁场B，负电荷运动方向v和磁场对电荷作用力f的相互关系图，这四个图中画的正确的是（图中B、v、f两两垂直）（）A． B． C． D．3．两个带电粒子以相同的速度垂直磁感线方向进入同一匀强磁场，两粒子质量之比为1：4，电量之比为1：2，则两带电粒子受洛仑兹力之比为（）A．2：1 B．1：1 C．1：2 D．1：44．有关电荷受电场力和洛仑兹力的说法中，正确的是（）A．电荷在磁场中一定受磁场力的作用B．电荷在电场中一定受电场力的作用C．电荷受电场力的方向与该处电场方向垂直D．电荷若受磁场力，则受力方向与该处磁场方向垂直5．带电量为+q的粒子，以v0垂直进入匀强磁场，下列说法正确的是（）A．如果把+q改为﹣q，且速度反向而大小不变，则洛仑兹力的大小方向均不变B．带电粒子运动的速度不会改变C．洛仑兹力的方向一定与电荷速度方向垂直，与磁场方向垂直D．电荷运动轨道平面一定与磁场方向垂直6．如图所示是一带电粒子垂直磁场方向进入磁场后的运动轨迹，已知磁场垂直纸面向内，则关于粒子的运动，下列说法中正确的是（）A．如果是匀强磁场，且粒子运动过程中因受阻力影响，动能越来越小，则粒子一定是从b运动到a，且粒子带正电B．如果是匀强磁场，且粒子运动过程中因受阻力影响，动能越来越小，则粒子一定是从a运动到b，且粒子带负电C．如果是非匀强磁场，不考虑能量损失，则磁场的分布应是从左向右逐渐减弱D．如果是非匀强磁场，不考虑能量损失，则磁场的分布应是从左向右逐渐增强7．两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行．一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子（不计重力），从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后，粒子的（）A．轨道半径增大，角速度减小 B．轨道半径增大，角速度增大C．轨道半径减小，角速度减小 D．轨道半径减小，角速度增大8．有关洛仑兹力和安培力的描述，正确的是（）A．通电直导线处于匀强磁场中一定受到安培力的作用B．安培力是大量运动电荷所受洛仑兹力的宏观表现C．带电粒子在匀强磁场中运动受到洛仑兹力做正功D．通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行9．质量和电量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示．下列表述正确的是（）A．M带负电，N带正电B．M的速率小于N的速率C．洛伦兹力对M、N做正功D．M的运行时间大于N的运行时间10．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，如图所示．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．在达到平衡时，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160µV，磁感应强度的大小为．则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．m/s，a正、b负C．m/s，a负、b正 D．m/s，a负、b正11．如图，两个初速度大小相同的同种离子a和b，从O点沿垂直磁场方向进入匀强磁场，最后打到屏P上．不计重力．下列说法正确的有（）A．a、b均带正电B．a在磁场中飞行的时间比b的短C．a在磁场中飞行的路程比b的短D．a在P上的落点与O点的距离比b的近12．如图所示虚线所围的区域内，存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场，已知从左侧水平射入的电子，穿过这一区域时未发生偏转，设重力忽略不计，则在这个区域中的E和B的方向可能是（）A．E和B都沿水平方向，并与电子运动方向相同B．E和B都沿水平方向，并与电子运动方向相反C．E竖直向上，B垂直于纸面向外D．E竖直向上，B垂直于纸面向里二、计算题（共28分）13．有一匀强磁场，磁感应强度的大小为，方向由南向北，如有一质子沿竖直向下的方向进入磁场，磁场作用在质子上的力为×10﹣14N，则质子射入时的速度为m/s将在磁场中向偏转．（一个质子带一个单位正电荷）14．如图所示，电子射线管（A为其阴极），放在蹄形磁铁的N、S两极间（图中C为N极），射线管的A、B两极分别接在直流高压电源的负极和正极．此时，荧光屏上的电子束运动径迹偏转（填“向上”“向下”或“不”）．15．质量为m，带电量为q的微粒，以速度v与水平方向成45°角进入匀强电场和匀强磁场同时存在的空间（如图所示），微粒在电场、磁场、重力场的共同作用下做匀速直线运动，则带电粒子运动方向为沿轨迹向，带电粒子带电；电场强度大小为，磁感应强度的大小为．三、解答题（共3小题，满分40分）16．如图所示，在同一水平面上的两根导轨相互平行，并处在竖直向上的匀强磁场中，一根质量为，有效长度为2m的金属棒放在导轨上．当金属棒中的电流为5A时，金属棒做匀速直线运动；当金属棒中的电流增加到8A时，金属棒的加速度为2m/s2，求磁场的磁感强度．17．电视机显像管简单原理如图所示，初速度不计的电子经加速电场加速后进入有限边界宽度为L的匀强磁场，磁感应强度为B，如要求电子束偏转角为α，求加速电场的电势差U．（已知电子电量为e，质量为m）18．电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的．电子束经过电压为U的加速电场后，进入一圆形匀强磁场区，如图所示．磁场方向垂直于圆面．磁场区的中心为O，半径为r．当不加磁场时，电子束将通过O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θ，此时磁场的磁感应强度B应为多少？（电子的质量m、电量e均为已知）

新人教版选修3-1《第3章磁场》单元测试卷（山西省朔州市右玉一中）（1）参考答案与试题解析一、选择题（每小题6分，共42分，每小题有一个或多个选项正确，全对得6分，少选得3分，有错选或不选得0分）1．如图所示，通电竖直长直导线的电流方向向上，初速度为υ0的电子平行于直导线竖直向上射出，不考虑电子的重力，则电子将（）A．向右偏转，速率不变 B．向左偏转，速率改变C．向左偏转，速率不变 D．向右偏转，速率改变【考点】洛仑兹力．【分析】根据安培定则判断出通电导体右侧的磁场方向，然后根据左手定则判断出电子所受洛伦兹力的方向，即得出电子的偏转方向，注意应用左手定则时四指指向与电子运动方向相反，洛伦兹力不做功．【解答】解：由安培定则可知导体右侧磁场方向垂直纸面向里，然后根据左手定则可知运动电子所受洛伦兹力向右，因此电子将向右偏转，洛伦兹力不做功，故其速率不变，故BCD错误，A正确．故选：A．2．如图所示是表示磁场B，负电荷运动方向v和磁场对电荷作用力f的相互关系图，这四个图中画的正确的是（图中B、v、f两两垂直）（）A． B． C． D．【考点】左手定则．【分析】运动电荷垂直进入磁场中会受到洛伦兹力作用，磁场B、电荷速度v和磁场对运动电荷作用力F遵守左手定则，由左手定则判断三者的关系是否正确．【解答】解：A、根据左手定则：磁感线穿入手心，四指指向电荷运动的相同，拇指指向洛伦兹力方向，可知，洛伦兹力方向向下，不符合左手定则．故A错误．B、根据左手定则：磁感线穿入手心，四指指向电荷运动的相同，拇指指向洛伦兹力方向，可知，洛伦兹力方向向左，符合左手定则．故B正确．C、根据左手定则：磁感线穿入手心，四指指向电荷运动的相同，拇指指向洛伦兹力方向，可知，洛伦兹力方向向左，不符合左手定则．故C错误；D、根据左手定则：磁感线穿入手心，四指指向电荷运动的相同，拇指指向洛伦兹力方向，可知，洛伦兹力方向向里，不符合左手定则．故D错误．故选：B．3．两个带电粒子以相同的速度垂直磁感线方向进入同一匀强磁场，两粒子质量之比为1：4，电量之比为1：2，则两带电粒子受洛仑兹力之比为（）A．2：1 B．1：1 C．1：2 D．1：4【考点】洛仑兹力．【分析】带电粒子垂直进入磁场中，受到洛伦兹力作用，根据洛伦兹力大小，f=Bqv，即可求解．【解答】解：根据洛伦兹力大小，f=Bqv，结合题意可得，洛伦兹力大小与电量成正比，即1：2，故C正确，ABD错误；故选：C4．有关电荷受电场力和洛仑兹力的说法中，正确的是（）A．电荷在磁场中一定受磁场力的作用B．电荷在电场中一定受电场力的作用C．电荷受电场力的方向与该处电场方向垂直D．电荷若受磁场力，则受力方向与该处磁场方向垂直【考点】洛仑兹力；电场强度．【分析】注意电荷在磁场中受洛伦兹力是“有条件”的即运动电荷和磁场方向有夹角，若是平行或电荷与磁场相对静止则不受洛伦兹力作用，而电荷在电场中受电场力是“无条件”的即电场力与电荷的运动状态无关．【解答】解：A、电荷在磁场中不一定受到磁场力，比如：运动方向与磁场平行，故A错误；B、电荷在电场中一定受到电场力，故B正确；C、电荷在电场中一定受电场力作用，与电荷运动状态无关，正电荷受力和电场方向一致，负电荷受力和电场方向相反，故C错误；D、电荷在磁场中的运动方向和磁场方向不在同一线上时，电荷受洛伦兹力作用，洛伦兹力方向和磁场垂直，故D正确．故选BD．5．带电量为+q的粒子，以v0垂直进入匀强磁场，下列说法正确的是（）A．如果把+q改为﹣q，且速度反向而大小不变，则洛仑兹力的大小方向均不变B．带电粒子运动的速度不会改变C．洛仑兹力的方向一定与电荷速度方向垂直，与磁场方向垂直D．电荷运动轨道平面一定与磁场方向垂直【考点】洛仑兹力．【分析】明确洛仑兹力的性质，知道洛仑兹力大小F=Bqv，方向根据左手定则分析洛仑兹力的方向．【解答】解：A、如果把+q改为﹣q，且速度反向而大小不变，则由左手定则可知，洛仑兹力的大小方向均不变，故A正确；B、由于粒子速度方向时刻改变，故速度发生变化，故B错误；C、洛仑兹力的方向一定与电荷速度方向垂直，与磁场方向垂直，故C正确；D、因电荷受力与磁场垂直，并且入射方向与磁场垂直，故电荷运动轨道平面一定与磁场方向垂直，故D正确．故选：ACD．6．如图所示是一带电粒子垂直磁场方向进入磁场后的运动轨迹，已知磁场垂直纸面向内，则关于粒子的运动，下列说法中正确的是（）A．如果是匀强磁场，且粒子运动过程中因受阻力影响，动能越来越小，则粒子一定是从b运动到a，且粒子带正电B．如果是匀强磁场，且粒子运动过程中因受阻力影响，动能越来越小，则粒子一定是从a运动到b，且粒子带负电C．如果是非匀强磁场，不考虑能量损失，则磁场的分布应是从左向右逐渐减弱D．如果是非匀强磁场，不考虑能量损失，则磁场的分布应是从左向右逐渐增强【考点】洛仑兹力．【分析】做曲线运动的物体速度方向沿轨迹的切线方向；带电粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律列方程，可以求出粒子的轨道半径，根据图示判断粒子在a、b两点轨道半径的大小，从而判断粒子运动方向；由左手定则判断粒子所带电性．【解答】解：A、在匀强磁场中，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qvB=m，则粒子轨道半径r=，从粒子运动的轨迹可以判断，粒子在a点的曲率半径大于在b点的曲率半径，由r=可知：粒子的轨道半径越小速度越小，所以粒子在a点的速度小于在b点的速度，故粒子先经过b点，再经过a点，由左手定则可以判断粒子带正电，故A正确，B错误；C、如果是非匀强磁场，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qvB=m，则粒子轨道半径r=，从粒子运动的轨迹可以判断，粒子在a点的曲率半径大于在b点的曲率半径，由r=可知：粒子的轨道半径越小磁场越大，所以粒子在a点的磁场大于在b点的磁场，磁场的分布应是从左向右逐渐减弱，故C正确，D错误；故选：AC7．两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行．一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子（不计重力），从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后，粒子的（）A．轨道半径增大，角速度减小 B．轨道半径增大，角速度增大C．轨道半径减小，角速度减小 D．轨道半径减小，角速度增大【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律．【分析】通过洛伦兹力提供向心力得知轨道半径的公式，结合该公式即可得知进入到较弱磁场区域后时，半径的变化情况；再利用线速度与角速度半径之间的关系式，即可得知进入弱磁场区域后角速度的变化情况．【解答】解：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力，由牛顿第二定律可知：qvB=m，解得：r=，从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后．B减小，所以r增大．线速度、角速度的关系为：v=ωR因洛伦兹力不做功，线速度v的大小不变，因半径r增大，所以角速度减小，故A正确，BCD错误．故选：A．8．有关洛仑兹力和安培力的描述，正确的是（）A．通电直导线处于匀强磁场中一定受到安培力的作用B．安培力是大量运动电荷所受洛仑兹力的宏观表现C．带电粒子在匀强磁场中运动受到洛仑兹力做正功D．通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行【考点】洛仑兹力；安培力．【分析】正确解答本题需要掌握：洛仑兹力和安培力的产生条件、方向的判断等知识，要明确通电导线与运动电荷在磁场中不一定有力的作用，电流方向或电荷运动方向与磁场平行时，没有磁场力作用．【解答】解：A、通电导线方向与磁场方向不在一条直线上时，才受到安培力作用，当二者平行时，安培力为零，故A错误；B、磁场对电流的作用力通常称为安培力，安培力的实质是形成电流的定向移动的电荷所受洛伦兹力的合力，故B正确；C、洛伦兹力的方向与速度方向垂直，洛伦兹力不做功．故C错误．D、根据左手定则知，安培力的方向与磁场方向垂直．故D错误故选：B9．质量和电量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示．下列表述正确的是（）A．M带负电，N带正电B．M的速率小于N的速率C．洛伦兹力对M、N做正功D．M的运行时间大于N的运行时间【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动．【分析】由左手定则判断出M带正电荷，带负电荷；结合半径的公式可以判断出粒子速度的大小；根据周期的公式可以判断出运动的时间关系．【解答】解：A：由左手定则判断出N带正电荷，M带负电荷，故A正确；B：粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力qvB=m，半径为：r=，在质量与电量相同的情况下，半径大说明速率大，即M的速度率大于N的速率，B错误；C：洛伦兹力不做功，C错误；D：粒子在磁场中运动半周，即时间为周期的一半，而周期为T=，M的运行时间等于N的运行时间，故D错误．故选：A．10．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，如图所示．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．在达到平衡时，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160µV，磁感应强度的大小为．则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．m/s，a正、b负C．m/s，a负、b正 D．m/s，a负、b正【考点】霍尔效应及其应用．【分析】血液中正负离子流动时，会受到洛伦兹力，发生偏转，正离子往哪一个电极偏转，哪一个电极带正电．电极a、b之间会有微小电势差．在达到平衡时，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．根据平衡可求出血流速度．【解答】解：血液中正负离子流动时，根据左手定则，正离子受到向上的洛伦兹力，负离子受到向下的洛伦兹力，所以正离子向上偏，负离子向下偏．则a带正电，b带负电．最终血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零，有q=qvB，所以v==m/s=s．故A正确，B、C、D错误．故选：A．11．如图，两个初速度大小相同的同种离子a和b，从O点沿垂直磁场方向进入匀强磁场，最后打到屏P上．不计重力．下列说法正确的有（）A．a、b均带正电B．a在磁场中飞行的时间比b的短C．a在磁场中飞行的路程比b的短D．a在P上的落点与O点的距离比b的近【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动．【分析】带电粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动，要熟练应用半径公式和周期公式进行求解．【解答】解：a、b粒子的运动轨迹如图所示：粒子a、b都向下由左手定则可知，a、b均带正电，故A正确；由r=可知，两粒子半径相等，根据上图中两粒子运动轨迹可知a粒子运动轨迹长度大于b粒子运动轨迹长度，运动时间a在磁场中飞行的时间比b的长，故BC错误；根据运动轨迹可知，在P上的落点与O点的距离a比b的近，故D正确．故选：AD．12．如图所示虚线所围的区域内，存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场，已知从左侧水平射入的电子，穿过这一区域时未发生偏转，设重力忽略不计，则在这个区域中的E和B的方向可能是（）A．E和B都沿水平方向，并与电子运动方向相同B．E和B都沿水平方向，并与电子运动方向相反C．E竖直向上，B垂直于纸面向外D．E竖直向上，B垂直于纸面向里【考点】带电粒子在混合场中的运动．【分析】根据各选项提供的电场方向和磁场方向，逐一分析各选项中的受力情况，分析电场力和磁场力的合力，即可判断带电粒子的运动情况．【解答】解：重力忽略不计的电子，穿过这一区域时未发生偏转，A、若E和B都沿水平方向，并与电子运动方向相同，则有电子所受电场力方向与运动方向相反，而由于电子运动方向与B方向相互平行，所以不受磁场力，因此穿过此区域不会发生偏转．故A正确；B、若E和B都沿水平方向，并与电子运动方向相反，则有电子所受电场力方向与运动方向相同，而由于电子运动方向与B方向在一条直线上，所以不受磁场力，因此穿过此区域不会发生偏转．故B正确；C、若E竖直向上，B垂直于纸面向外，则有电场力竖直向下，而磁场力由左手定则可得方向竖直向上，所以当两力大小相等时，电子穿过此区域不会发生偏转．故C正确；D、若E竖直向上，B垂直于纸面向里，则有电场力方向竖直向下，而磁场力方向由左手定则可得竖直向下，所以两力不能使电子做直线运动，故D错误；故选ABC．二、计算题（共28分）13．有一匀强磁场，磁感应强度的大小为，方向由南向北，如有一质子沿竖直向下的方向进入磁场，磁场作用在质子上的力为×10﹣14N，则质子射入时的速度为5×105m/s将在磁场中向东偏转．（一个质子带一个单位正电荷）【考点】带电粒子在匀强电场中的运动．【分析】根据洛伦兹力的表达式可以解出质速度大小，根据左手定则可以判断其受力方向即偏转方向．【解答】解：质子所受洛伦兹力大小为：F=qvB，质子速度：v===5×105m/s；根据左手定则可知：质子在磁场中将向东偏转．故答案为：5×105，东．14．如图所示，电子射线管（A为其阴极），放在蹄形磁铁的N、S两极间（图中C为N极），射线管的A、B两极分别接在直流高压电源的负极和正极．此时，荧光屏上的电子束运动径迹向下偏转（填“向上”“向下”或“不”）．【考点】射线管的构造及其工作原理．【分析】此题要求要了解电子射线管的构造和原理．阴极是发射电子的电极，要接到高压的负极上，电子在磁场中运动，受到洛伦兹力的作用而发生偏转．从而显示电子运动的径迹，偏转方向有左手定则判断．【解答】解：据题因为A是阴极，B是阳极，所以电子在阴极管中的运动方向是A到B，产生的电流方向是B到A（注意是电子带负电），根据左手定则，四指由B指向A，掌心对着N极此时拇指向下，所以电子束所受的洛伦兹力向下，轨迹向下偏转．故答案为：向下15．质量为m，带电量为q的微粒，以速度v与水平方向成45°角进入匀强电场和匀强磁场同时存在的空间（如图所示），微粒在电场、磁场、重力场的共同作用下做匀速直线运动，则带电粒子运动方向为沿轨迹向右上方，带电粒子带正电；电场强度大小为，磁感应强度的大小为．【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动．【分析】对带电微粒进行受力分析，然后由平衡条件列方程，求出电场强度与磁感应强度；电场方向反向后，分析带电微粒的受力情况，根据带电微粒的受力情况，确定微粒的运动状态．【解答】解：粒子做匀速直线运动，合力为零，其中电场力向右，重力向下，洛仑兹力与速度方向和磁场方向垂直，故向左上方，故粒子向右上方运动；受力如图所示，由几何关系知，qE=mg，则电场强度为：E=；（2）由于合力为零，则：qvB=mg，所以：B=；故答案为：右上方，正，，．三、解答题（共3小题，满分40分）16．如图所示，在同一水平