(四川版)2013-2014學(xué)年高中物理第三章階段質(zhì)量檢測(含解析)教科版選修3-1

1、（四川版）2013-2014 學(xué)年高中物理第三章階段質(zhì)量檢測（含解析）教科版選修 3-1一、選擇題 ( 本題共 9 小題，每小題6 分，共 54 分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中至少有一項(xiàng)是正確的。選對得6 分，有錯(cuò)選或不選不得分)1一個(gè)帶正電的微粒( 重力不計(jì) ) 穿過如圖1 所示的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場區(qū)域時(shí)，恰能沿直線運(yùn)動(dòng)，則欲使電荷向下偏轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)采用的辦法是()A增大電荷質(zhì)量B增大電荷電量圖 1C減小入射速度D增大磁感應(yīng)強(qiáng)度解析：粒子在穿過這個(gè)區(qū)域時(shí)所受的力為：豎直向下的電場力Eq和豎直向上的洛倫茲力 qvB，且此時(shí) EqqvB。若要使電荷向下偏轉(zhuǎn)，需使 EqqvB，則減小速度v、減小磁感應(yīng)強(qiáng)度

2、B 或增大電場強(qiáng)度E均可。答案： C2(2011 全國卷 ) 如圖 2，兩根相互平行的長直導(dǎo)線分別通有方向相反的電流I1 和I2 且I12；、 、c、d為導(dǎo)線某一橫截面所在平Iab面內(nèi)的四點(diǎn)，且a、b、 c 與兩導(dǎo)線共面； b 點(diǎn)在兩導(dǎo)線之間，b、 d 的連線與導(dǎo)線所在平面垂直。磁感應(yīng)強(qiáng)度可能為零的點(diǎn)是()圖 2A a 點(diǎn)B b 點(diǎn)C c 點(diǎn)D d 點(diǎn)解析：根據(jù)安培定則可知I 1 和 I 2電流分別在 a 處產(chǎn)生的磁場方向?yàn)榇怪盿c 連線向上和向下，由于 I I，且 I電流與 a 點(diǎn)的距離比 I電流與 a 點(diǎn)距離要小，故B B ，則 a 處磁12121a2a感應(yīng)強(qiáng)度不可能為零，A 錯(cuò)；兩電流在

3、b 處產(chǎn)生的磁場方向均垂直ac 連線向下，故 B 錯(cuò)；I 1 和 I 2 電流分別在 c 處產(chǎn)生的磁場方向?yàn)榇怪盿c 連線向下和向上， 且 I 1 電流與 c 點(diǎn)的距離比 I電流與 c 點(diǎn)距離要大，故B 與 B有可能等大反向， C 對；兩電流在d 處產(chǎn)生的磁場方21c2c向一定成某一夾角，且夾角一定不為180， D 錯(cuò)。答案： C3如圖 3 所示，銅質(zhì)導(dǎo)電板置于勻強(qiáng)磁場中，通電時(shí)銅板中電流方向向上，由于磁場的作用，則 ()A板左側(cè)聚集較多電子，使b 點(diǎn)電勢高于 a 點(diǎn)電勢B板左側(cè)聚集較多電子，使a 點(diǎn)電勢高于 b 點(diǎn)電勢圖 3C板右側(cè)聚集較多電子，使a 點(diǎn)電勢高于 b 點(diǎn)電勢1D板右側(cè)聚集較多

4、電子，使b 點(diǎn)電勢高于a 點(diǎn)電勢解析：銅板中形成電流的是電子，由左手定則可判斷出電子受的洛倫茲力方向向左，電子將聚集到板的左側(cè)，而右板將剩余正電荷，使b 點(diǎn)電勢高于a 點(diǎn)電勢，故A 正確。答案： A4(2012 汕尾高二檢測) 如圖 4 所示，某空間存在正交的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場， 電場方向水平向右，磁場方向垂直于紙面向里，一帶電微粒由 a 點(diǎn)進(jìn)入電磁場并剛好能沿ab 直線運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是()A微粒一定帶負(fù)電B微粒動(dòng)能一定減小圖 4C微粒的電勢能一定增加D微粒的機(jī)械能一定增加解析：因帶電微粒進(jìn)入電、磁場后沿直線ab 運(yùn)動(dòng)，故所受合外力一定為零，如果速度大小發(fā)生變化， 則洛倫茲力的大小一定變

5、化，粒子就不能做直線運(yùn)動(dòng)。如果帶電微粒帶正電，則粒子所受電場力向右，洛倫茲力的方向垂直ab 指向左下方，合外力不可能為零，不合題意，故粒子只能帶負(fù)電；粒子動(dòng)能不變，但其重力勢能增加，所以機(jī)械能一定增加，電場力做正功，電勢能一定減少，故A、 D 正確。答案： AD5用回旋加速器來加速質(zhì)子，為了使質(zhì)子獲得的動(dòng)能增加為原來的4 倍，原則上可以采用下列哪幾種方法 ()A將其磁感應(yīng)強(qiáng)度增大為原來的2 倍B將其磁感應(yīng)強(qiáng)度增大為原來的4 倍C將 D 形盒的半徑增大為原來的2 倍D將 D 形盒的半徑增大為原來的4 倍mv解析：粒子在回旋加速器中旋轉(zhuǎn)的最大半徑等于D 形盒的半徑 R，由 RqB得粒子最大1 2B

6、2q2R2動(dòng)能 Ek 2mv2m ，欲使最大動(dòng)能為原來的4 倍，可將 B 或 R增大為原來的 2 倍，故 A、C正確。答案： AC6質(zhì)譜儀是一種測定帶電粒子質(zhì)量和分析同位素的重要工具，它的構(gòu)造原理如圖5 所示，離子源 S產(chǎn)生的各種不同正離子束( 速度可看為零 ) ，經(jīng)加速電場加速后垂直進(jìn)入有界勻強(qiáng)磁場，到達(dá)記錄它的照相底片P上，設(shè)離子在 P上的位置到入口處S1 的距離為 X，可以判斷 ()A若離子束是同位素，則X 越大，離子質(zhì)量越大圖 5B若離子束是同位素，則X 越大，離子質(zhì)量越小C只要 X 相同，則離子質(zhì)量一定相同D只要 X 相同，則離子的荷質(zhì)比一定相同212解析：由動(dòng)能定理 qU2mv。離

7、子進(jìn)入磁場后將在洛倫茲力的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，由圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí) 22mv2 2qUm。 ，分析四個(gè)選擇項(xiàng)，可得結(jié)果。XRqBXqB答案： AD7如圖 6 所示，一水平放置的矩形閉合線圈abcd，在細(xì)長磁鐵的 N 極附近豎直下落，保持 bc 邊在紙外， ad 邊在紙內(nèi)，從圖中位置 1 經(jīng)過位置 2 到位置 3，位置 1、3 都很靠近 2，在這個(gè)過程中，下列對穿過線圈磁通量的說法正確的是()圖 6A穿過線圈的磁通量先變小再增大B穿過線圈的磁通量越來越小C在位置2 穿過線圈的磁通量最小D在位置2 穿過線圈的磁通量最大解析：因?yàn)? 位置與磁鐵平行，沒有磁感線穿過，所以2 位置磁通量最小。答案： AC8如圖

8、 7 所示，甲是帶正電的小物塊，乙是不帶電的絕緣物塊。甲、乙疊放在一起置于粗糙的水平地板上，地板上方空間有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場?，F(xiàn)用水平恒力拉乙物塊，使甲乙無相對滑動(dòng)一起向左加速運(yùn)動(dòng)，在加速運(yùn)動(dòng)階段()圖 7A甲、乙兩物塊間摩擦力不斷增大B甲、乙兩物塊間摩擦力不斷減小C甲、乙兩物塊間摩擦力大小不變D乙物塊與地面間摩擦力不斷增大解析：根據(jù)左手定則，甲物塊所受洛倫茲力豎直向下，當(dāng)速度增加時(shí)，由FqvB 得洛倫茲力增加，所以乙對地面的壓力增加，乙與地面間的摩擦力也增加，所以選項(xiàng)D 正確；由牛頓第二定律得，甲、乙系統(tǒng)加速度減小，甲物塊的加速度由乙對甲的靜摩擦力提供，所以甲乙間的摩擦力不斷減小，選項(xiàng)A

9、、 C 錯(cuò)， B 對。答案： BD9如圖 8 所示，水平桌面處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，桌面上平放著一個(gè)內(nèi)壁光滑的玻璃試管，試管的底部M處有一帶電小球。 在水平拉力F 作用下，試管向右做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球向管口N運(yùn)動(dòng)，則 ()A小球帶負(fù)電圖 8B洛倫茲力對小球不做功C在小球未從管口出去前，拉力F 逐漸變大3D在小球未從管口出去前，小球運(yùn)動(dòng)軌跡是直線解析：由左手定則判斷小球帶正電，A 錯(cuò)誤。由于洛倫茲力與小球運(yùn)動(dòng)方向始終垂直，所以洛倫茲力對小球不做功，B 正確。由于小球水平向右的速度不變，因此小球所受洛倫茲力沿試管向上的分力不變，所以小球沿試管向上做初速度為0 的勻加速運(yùn)動(dòng)。 由洛倫茲力公式 F 洛

10、 qvB 知洛倫茲力水平向左的分力也越來越大，故小球未從管口出去前，拉力F 逐漸變大， C 正確。在小球未從管口出去前，小球在F 方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，沿試管向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故小球運(yùn)動(dòng)軌跡是拋物線，D 錯(cuò)誤。答案： BC二、計(jì)算題 ( 本題共 3 小題，共 46 分，解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的題答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)10 (12 分) 如圖 9 所示，一足夠長的矩形區(qū)域abcd 內(nèi)充滿方向垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 的勻強(qiáng)磁場，在ad 邊的中點(diǎn) O，垂直于磁場向里射入一速度方向跟ad 邊夾角 30、速度為v0 的帶正電粒子，已知粒子質(zhì)量為m，電

11、荷量為q， ad 邊長為 L， ab 邊足夠長，粒子重力不計(jì)，求粒子能從ab 邊上射出磁場時(shí)v0 的大小范圍。圖 9解析：如圖所示，粒子能從ab 邊射出的最大速度相對應(yīng)的粒子軌跡與dc邊相切，由幾何關(guān)系可知，粒子的最大軌道半徑為，圓心為1，LOv12qBL由 qv1BmL 可得 v1 m ，同理粒子能從ab 邊射出的最小速度對應(yīng)的軌跡與ab 邊相切，其圓心為 O2，設(shè)半徑為 r ，由幾何關(guān)系有LLmv2qBLr r sin ，則 r ，由 r 得 v2，23qB3m故能從 ab 邊上射出磁場的速度大小范圍為qBLqBL3mv0 m 。qBLqBL答案： 3m v0 m11 (16 分 ) 如圖

12、 10 所示，質(zhì)量m 0.1 kg的導(dǎo)體棒靜止于傾角為30的斜面上，導(dǎo)體棒長度L 0.5 m。通入垂直紙面向里的電流，電流大小I 2 A，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B 0.5 T 、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中。求：( 取 g 10 m/s 2)圖 10(1) 導(dǎo)體棒所受安培力的大小和方向；4(2) 導(dǎo)體棒所受靜摩擦力的大小和方向。解析：解決此題的關(guān)鍵是分析導(dǎo)體棒的受力情況，明確各力的方向和大小。(1) 安培力 F 安 ILB20.5 0.5 N 0.5 N由左手定則可知安培力的方向水平向右。(2) 建立如圖坐標(biāo)系，分解重力和安培力。在x 軸方向上，設(shè)導(dǎo)體棒受的靜摩擦力大小為f ，方向沿斜面向下。在

13、x 軸方向上有：mgsin f F 安 cos 解得 f 0.067 N負(fù)號(hào)說明靜摩擦力的方向與假設(shè)的方向相反，即沿斜面向上。答案： (1)0.5 N水平向右(2)0.067 N沿斜面向上12 (18 分)(2011 北京高考) 利用電場和磁場，可以將比荷不同的離子分開，這種方法在化學(xué)分析和原子核技術(shù)等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用。如圖 11 所示的矩形區(qū)域ACDG(AC邊足夠長 ) 中存在垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場， A 處有一狹縫。離子源產(chǎn)生的離子，經(jīng)靜電場加速后穿過狹縫沿垂直于 GA邊且垂直于磁場的方向射入磁場，運(yùn)動(dòng)到GA邊，被相應(yīng)的收集器收集，整個(gè)裝置內(nèi)部為真空。已知被加速的兩種正離子的質(zhì)量分別是1 和2( 1 2) ，電荷量均為q。mm m m圖 11加速電場的電勢差為U，離子進(jìn)入電場時(shí)的初速度可以忽略。不計(jì)重力，也不考慮離子間的相互作用。(1) 求質(zhì)量為 m1 的離子進(jìn)入磁場時(shí)的速率 v1；(2) 當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為