高中物理人教版1第三章磁场 优秀奖

物理学科高二寒假作业5作业范围∶选修3-1第三章磁场时间∶60分钟分值∶100分第Ⅰ卷一、选择题（本题共10小题，每小题7分，共70分。在每小题给出的四个选项中，有的题题只有一项符合题目要求，有的题有多项符合题目要求。全部选对的得7分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）题号12345678910答案1、关于磁场和磁感线的描述，正确的说法是（）A、磁感线从磁体的N极出发，终止于S极，磁场中任意两条磁感线有可能相交；B、磁场的方向就是通电导体在磁场中某点受磁场作用力的方向；C、沿磁感线方向，磁场逐渐减弱，铁屑在磁场中的分布所形成的曲线就是实际存在的磁感线；D、在磁场强的地方同一通电导体受的磁场力可能比在磁场弱的地方受的磁场力小。【来源】【百强校】2023学年广西陆川县中学高二9月考物理试卷解析∶磁感线在外部由N极指向S极，而在内部由S极指向N极，故A错误通电导体的受力方向与磁场方向相互垂直，故B错误；磁感线是人为的虚拟线，并不存在，故C错误；磁场力由磁感应强度、电流大小及两者之间的夹角共同决定，当夹角为零时，磁场力即可以为零，故同一条通电导线在磁场强度大的地方所受安培力可能小于在磁场强度小的地方所受的安培力，故D正确；故选D。答案∶D。题型∶选择题。难度∶容易。2、某导线AB周围出现了如图1所示的一组闭合的磁感线，则AB中的电流可能是（）A、沿AB方向；B、沿AB方向与BA方向都有可能；C、沿BA方向；D、不可能产如图1所示的磁场。【来源】2023届湖北省大冶市第一中学高三8月考物理试卷解析∶根据通电直导线的安培定则∶用右手握住通电直导线，让大拇指指向电流的方向，那么四指的指向就是磁感线的环绕方向。所以电流方向是沿AB方向，故选A。答案∶A。题型∶选择题。难度∶容易。3、如图2所示为电流产生磁场的磁感线分布图，正确的图是（）A、①；B、②；C、③；D、④。【来源】【百强校】2023届河北省定州中学高三高补班上周练物理试卷图1图2图3解析∶电流方向向上，由右手螺旋定则可得磁场为逆时针（从上向下看），故A正确；电流方向向下，由右手螺旋定则可得磁场为顺时针（从上向下看），故B错误；C图中电流为环形电流，由右手螺旋定则可知，内部磁场向右，故C错误；D图中根据图示电流方向，由右手螺旋定则可知，内部磁场线方向向右，，故D正确，故选AD。答案∶AD。考点∶右手螺旋定则。题型∶多选题。难度∶容易。4、如图3所示，在竖直向上的匀强磁场中，水平放置着一根长直导线，电流方向垂直纸面向外，a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中（）A、a、b两点磁感应强度相同；B、c、d两点磁感应强度相等；C、a点磁感应强度最大；D、b点磁感应强度最大。【来源】【百强校】2023学年黑龙江省大庆中学高二上学期期末物理试卷解析∶根据安培定则，直线电流的磁感应强度如答图1所示。根据平行四边形定则，a、b、c、d各个点的磁场情况如答图所示；显然c点与d点合磁感应强度大小相等，方向不同；a点磁感应强度为两点之差的绝对值，最小；b点磁感应强度等于两个磁感应强度的代数和，最大，故选D。答案∶D。题型∶选择题。难度∶较易。5、如图4所示，在倾角为α的光滑固定斜面上，垂直纸面放置一根长为L，质量为m的直导体棒。在导体棒中的电流I垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，下列外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向正确是（）A、方向垂直斜面向上；B、方向垂直斜面向下；C、方向垂直斜面向上；D、方向竖直向下。【来源】【百强校】2023学年黑龙江牡丹江第一高中高二文9月考物理卷答图1图4图5解析∶外加匀强磁场的磁感应强度B的方向垂直斜面向上，则沿斜面向上的安培力、支持力与重力，处于平衡状态，则大小，故A正确，C错误；外加匀强磁场的磁感应强度B的方向垂直斜面向下，则沿斜面向下的安培力、支持力与重力，所以棒不可能处于平衡状态，故B错误；外加匀强磁场的磁感应强度B的方向垂直竖直向下，则沿水平向左的安培力、支持力与重力，所以棒不可能处于平衡状态，故D错误。答案∶A。题型∶选择题。难度∶较易。6、根据磁场对电流会产生作用力的原理，人们研制出一种新型的发射炮弹的装置----电磁炮，其原理如图5所示，把待发炮弹（导体）放置在强磁场中的两平行导轨上，给导轨通以大电流，使炮弹作为一个通电导体在磁场作用下沿导轨加速运动，并以某一速度发射出去，现要提高电磁炮的发射速度，你认为下列方案在理论上可行的是（）A、减小电流I的值；B、增大磁感应强度B的值；C、减小磁感应强度B的值；D、改变磁感应强度B的方向，使之与炮弹前进方向平行。【来源】【百强校】2023学年河北省冀州中学高二上第三次月考物理试卷解析∶炮弹之所以会被加速，是因为炮弹受到安培力作用，根据动能定理，F=NIL，故，其中B为磁感应强度，I为电流强度，L为平行导轨宽度，s为导轨长度，要增大V，则需要增大I，或B，AC错误B正确；改变磁感应强度B的方向，使之与炮弹前进方向平行，安培力减小为零，D错误。答案∶B。题型∶选择题。难度∶一般。7、如图6所示，将一阴极射线管置于一通电螺线管的正上方且在同一水平面内，则阴极射线将（）A、向里偏转；B、向外偏转；C、向上偏转；D、向下偏转。【来源】【百强校】2023学年浙江省温州中学高二10月月考物理试卷解析∶根据右手螺旋定则，螺线管内部的磁场方向向下，根据左手定则知，电子所需的洛伦兹力方向垂直纸面向外，则阴极射线管中的电子束将向纸面外偏转，故ACD错误，B正确。答案∶B。题型∶选择题。难度∶较易。8、如图7所示，有一个正方形的匀强磁场区域abcd，e是ad的中点，f是cd的中点，如果在a点沿对角线方向以速度V射入一带负电的粒子，最后粒子恰好从e点射出，则（）A、如果粒子的速度增大为原来的二倍，将从d点射出；B、如果粒子的速度增大为原来的二倍，将从f点射出；C、如果粒子的速度不变，磁场的磁感应强度变为原来的二倍，也将从d点射出；D、只改变粒子的速度使其分别从e、d、f点射出时，从e点射出所用时间最短。【来源】【百强校】2023届吉林省长春市普通高中高三质量检测一物理试卷图6图7答图2图8解析∶如答图1所示，根据几何关系可以看出，当粒子从d点射出时，轨道半径增大为原来的二倍，由半径可知，速度也增大为原来的二倍，选项A正确，选项B、C错误；由粒子的周期，可见粒子的周期与速度无关，在磁场中的运动时间取决于其轨迹圆弧所对应的圆心角，所以从e、d射出时所用时间相等，从f点射出时所用时间最短，选项D错误；故选A、答案∶A。题型∶选择题。难度∶较难。9、磁流体发电机，又叫等离子体发电机，图8中的燃烧室在3000K的高温下将气体全部电离为电子和正离子，即高温等离子体、高温等离子体经喷管提速后以1000m/s进人矩形发电通道、发电通道有垂直于喷射速度方向的匀强磁场，磁感应强度B=6T。等离子体发生偏转，在两极间形成电势差、已知发电通道长a=50cm，宽b=20cm，高d=20cm，等离子体的电阻率ρ=2Ω·m。则以下判断中正确的是（）A、发电机的电动势为1200V；B、因正离子带电量未知，故发电机的电动势不能确定；C、当外接电阻为8Ω时，发电机的效率最高；D、当外接电阻为4Ω时，发电机输出功率最大。【来源】【百强校】2023届吉林省长春市普通高中高三质量检测一物理试卷解析∶由等离子体所受的电场力和洛伦兹力平衡得∶，则得发动机的电动势为E=U=BdV=1200V，选项A正确；发电机的电动势与高速等离子体的电荷量无关，选项B错误；发电机的内阻为；发动机的效率为，可知外电阻越大，效率越高，故选项C错误；当电源的内外电阻相等时输出功率最大，此时外电阻为R=r=4Ω，故选项D正确；故选AD。答案∶AD。题型∶多选题。难度∶较难。10、如图9所示，a、b为竖直正对放置的平行金属板构成的偏转电场，其中a板带正电，两板间的电压为U，在金属板下方存在一有界的匀强磁场，磁场的上边界为与两金属板下端重合的水平面PQ，PQ下方的磁场范围足够大，磁场的磁感应强度大小为B，一比荷为带正电粒子以速度为V0从两板中间位置与a、b平等方向射入偏转电场，不计粒子重力，粒子通过偏转电场后从PQ边界上的M点进入磁场，运动一段时间后又从PQ边界上的N点射出磁场，设M、N两点距离为x（M、N点图中未画出）。则以下说法中正确的是（）A、只减小磁感应强度B的大小，则x减小；B、只增大初速度V0的大小，则x减小；C、只减小偏转电场的电压U的大小，则x不变；D、只减小为带电粒子的比荷大小，则x不变。【来源】【百强校】2023届河北省定州中学高三上学期第二次月考物理试卷图9图10甲图11乙解析∶粒子进入磁场后，做匀速圆周运动，由半径公式可知，因减小磁感应强度B的大小，导致半径增大，则x也增大，故A错误；重大初速度V0的大小，则导致进入磁场的速度增大，由半径公式可知，导致半径增大，则x也增大，故B错误；减小偏转电场的电压U的大小，设速度与磁场边界的夹角为θ，则由半径公式，结合几何关系可得，则会导致x不变，故C正确；若减小为带电粒子的比荷大小，由半径公式可知，则会导致半径增大，则x也增大，故D错误；故选C。答案∶C。题型∶选择题。难度∶较难。第Ⅱ卷二、非选择题。（本卷共2小题，每小题15分，共30分。)11、如图10所示，两平行导轨处于同一水平面内，两导轨间的距离L=，磁感应强度为B=2T的匀强磁场竖直向上，质量为m1=1kg的导体棒ab置于导轨上且与导轨垂直，将质量为m2=的物块用细线通过光滑的定滑轮系在ab上，滑轮与ab之间的细线是水平的、而且与ab垂直，ab棒与导轨间的最大静摩擦力fmax=2N，电源的电动势E=10V、内阻r=Ω，导轨的电阻不计，ab棒的电阻也不计，ab棒全部处于上述磁场中。（g取10m/s2，导轨足够长，磁场区域足够大，细线的水平部分足够长，m2距其下方的其他物体足够远，滑动摩擦力与最大静摩擦力等大）（1）若将R调到Ω，m2匀速下落时速度为多大？（2）为了使ab棒保持静止状态，滑动变阻器R的取值范围应当怎样？【来源】2023学年湖南省五市十校教研教改共同体高二下期末物理试卷解析∶（1）当物体匀速下落时满足∶BIL+f=m2g，而，Eˊ=BLV，解得V=10m/s。（2）由平衡知识可知∶BImaxL=fmax+m2g，而Imax=（r+Rmax），BIminL=m2g-fmin，而，联立解得∶Ω≤R≤Ω。答∶（1）m2匀速下落时速度为10m/s；（2）滑动变阻器R的取值范围为Ω≤R≤Ω。题型∶计算题。难度∶一般。12、如图11甲所示，O为加速电场上极板的中央，下极板中心有一小孔Oˊ，O与Oˊ在同一竖直线上。空间分布着有理想边界的匀强磁场，其边界MN、PQ（加速电场的下极板与边界MN重合）将匀强磁场分为Ⅰ、Ⅱ两个区域，Ⅰ区域高度为d，Ⅱ区域的高度足够大，两个区域的磁感应强度大小相等，方向如图。一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子从O点由静止释放，经加速后通过小孔Oˊ，垂直进入磁场Ⅰ区，设加速电场两极板间的电压为U，不计粒子的重力。（1）求粒子进入磁场Ⅰ区时的速度大小；（2）若粒子运动一定时间后恰能回到O点，求磁感应强度B的大小；（3）若将加速电场两极板间的电压提高到3U，为使带电粒子运动一定时间后仍能回到O点，需将磁场Ⅱ向下移动一定距离，（如图11乙所示），求磁场Ⅱ向下移动的距离y及粒子从Oˊ点进入磁场Ⅰ到第一次回到Oˊ点的运动时间t。【来源】【百强校】2023届江西省吉安