高中物理選修3-1練習(xí)：章末質(zhì)量評(píng)估(三)Word版含答案

1、章末質(zhì)量評(píng)估（三）（時(shí)間：90分鐘分值：100分）一、單項(xiàng)選擇題（每題3分，本題共10小題，共30分.每小題 中只有一個(gè)選項(xiàng)是正確的，選對(duì)得3分，錯(cuò)誤、不選或多選均不得分）1.下列關(guān)于磁場和磁感線的描述中正確的是 （）A.磁感線可以形象地描述各點(diǎn)磁場的方向B.磁感線是磁場中客觀存在的線C.磁感線總是從磁鐵的N極出發(fā)，到S極終止D.實(shí)驗(yàn)中觀察到的鐵屑的分布就是磁感線解析：磁感線是為了形象描述磁場而引入的假想線，它可以描述 磁場的強(qiáng)弱和方向，A對(duì)，B錯(cuò).磁鐵的外部，磁感線從 N極到S 極，內(nèi)部從S極到N極，內(nèi)外部磁感線為閉合曲線，C錯(cuò).實(shí)驗(yàn)中 觀察到的鐵屑的分布只是模擬磁感線的形狀， 不是磁感線，

2、磁感線是 看不到的，D錯(cuò).答案：A2.如圖，兩根互相平行的長直導(dǎo)線過紙面上的 M、N兩點(diǎn)，且 與直面垂直，導(dǎo)線中通有大小相等、方向相反的電流.a、O、b在M、 N的連線上，O為MN的中點(diǎn)，c、d位于MN的中垂線上，且a、b、 c、d到。點(diǎn)的距離均相等.關(guān)于以上幾點(diǎn)處的磁場，下列說法正確 的是（）產(chǎn)riA.。點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零B. a、b兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反C. c、d兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同D. a、c兩點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不同解析：由安培定則可知，兩導(dǎo)線在 O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場均豎直向下,選項(xiàng)A錯(cuò)；由安培定則，兩導(dǎo)線在 a、b兩處產(chǎn)生磁場方向均豎直向 下，由于對(duì)稱性，

3、電流 M在a處產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度等于電流 N 在b處產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度，同時(shí)電流 M在b處產(chǎn)生磁場的磁感 應(yīng)強(qiáng)度等于電流N在a處產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度，所以 a、b兩處磁 感應(yīng)強(qiáng)度大小相等方向相同，選項(xiàng)B錯(cuò)；根據(jù)安培定則，兩導(dǎo)線在c、 d處產(chǎn)生磁場垂直c、d兩點(diǎn)與導(dǎo)線連線方向向下，且產(chǎn)生的磁場的 磁感應(yīng)強(qiáng)度相等，由平行四邊形定則可知，c、d兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同，方向相同，選項(xiàng) C正確.a、c兩處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向 均豎直向下，選項(xiàng)D錯(cuò).答案：C3 .如圖，條形磁鐵放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根 長直導(dǎo)線，導(dǎo)線與磁鐵垂直.給導(dǎo)線通以垂直紙面向里的電流，用Fn表小磁鐵對(duì)桌面的壓力,

4、 通電后與通電前相比較（用 Ff表示桌面對(duì)磁鐵的摩擦力，則導(dǎo)致A . Fn 減小，F(xiàn)f = 0)0iB. Fn減小，F(xiàn)f#0C. Fn 增大，F(xiàn)f = 0D. Fn 增大，F(xiàn)f#0解析：由于磁鐵在導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向水平向左，由左 手定則知，磁鐵對(duì)通電導(dǎo)線的作用力豎直向上，由牛頓第三定律可知, 通電導(dǎo)線對(duì)磁鐵的作用力豎直向下， 使磁鐵與桌面間的壓力變大；由 于通電導(dǎo)線對(duì)磁鐵的作用力豎直向下，因此磁鐵沒有水平運(yùn)動(dòng)趨勢(shì), 故C正確.答案：C4 .一帶電粒子，沿垂直于磁場方向射入勻強(qiáng)磁場，粒子運(yùn)動(dòng)的一段徑跡如圖所示，徑跡上每一小段都看成圓弧，由于帶電粒子使周圍空氣電離粒子能量不斷變?。◣щ娏坎?/p>

5、變），則（）X .X XXX i ） XX W XA.粒子帶負(fù)電，從B射入 B.粒子帶負(fù)電，從A射入C.粒子帶正電，從B射入 D.粒子帶正電，從 A射入 解析：由于帶電粒子使沿途的空氣電離，粒子的能量逐漸減小,速度逐漸減小，根據(jù)粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的半徑公式 r=-可知，粒子 qB的半徑逐漸的減小，所以粒子的運(yùn)動(dòng)方向是從 A到B,再根據(jù)左手定則可知，粒子帶負(fù)電，所以 B正確，A、C、D錯(cuò)誤.答案：B5 .如圖所示的磁場中，同一條磁感線（方向末標(biāo)出）上有a, b兩點(diǎn)，這兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度（）A.大小相等，方向不同B.大小不等，方向相同C.大小相等，方向相同D.大小不等，方向不同解析：如題圖，a點(diǎn)處磁

6、感線比b點(diǎn)處磁感線密，則a點(diǎn)的磁感 應(yīng)強(qiáng)度大于b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度.而某點(diǎn)的切線方向即為該點(diǎn)的磁感應(yīng) 強(qiáng)度的方向.因此它們的方向相同.故 B正確，A、C、D錯(cuò)誤.答案：B6 .每時(shí)每刻都有大量宇宙射線向地球射來，如圖所示，地磁場 可以改變射線中大多數(shù)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向，使它們不能到射線/達(dá)地面，這對(duì)地球上的生命有十分重要的意義. 假設(shè)有一個(gè)帶正 電的宇宙射線粒子正垂直于地面向赤道射來，在地磁場的作用下，它 將（）A.向東偏轉(zhuǎn)B.向南偏轉(zhuǎn)C.向西偏轉(zhuǎn)D.向北偏轉(zhuǎn)解析：赤道附近的地磁場方向水平向北， 一個(gè)帶正電的射線粒子 豎直向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，據(jù)左手定則可以確定，它受到水平向東的洛倫茲力， 故它向東偏轉(zhuǎn)，A

7、正確.答案：A7 .如圖所示，一根長直導(dǎo)線穿過載有恒定電流的金屬環(huán)的中心且 垂直于環(huán)面，導(dǎo)線和金屬環(huán)中的電流如圖所示， 那么金屬環(huán)所受安培 力（）A.沿圓環(huán)半徑向里B.等于零C.沿圓環(huán)半徑向外D.水平向左解析：環(huán)形電流Il和直線電流I2激發(fā)的磁場的磁感線處處平行, 所以金屬環(huán)所受安培力為零，故 B正確，A、C、D錯(cuò)誤.答案：B8 .長為L的通電直導(dǎo)線放在傾角為 0的光滑斜面上，并處在磁 感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，如圖所示，當(dāng) B方向豎直向上，電流為Ii時(shí)導(dǎo)體處于平衡狀態(tài)，若 B方向改為垂直斜面向上，則電流為.一一 I1、.I2時(shí)導(dǎo)體處于平衡狀態(tài)，電流比值 J應(yīng)為()C. sin 6D.1sin

8、 6解析：磁場方向豎直向上，安培力水平方向.由平衡條件可得， mgtan。=BI iL ;磁場方向垂直于斜面向上，安培力沿斜面向上.由 平衡條件可得，mgsin 6 = BI2L,聯(lián)立解得，Ii ： I2=1 ： cos。，B 選項(xiàng)正確.答案：B9 .“月球勘探者號(hào)”空間探測器運(yùn)用高科技手段對(duì)月球近距離勘 探，在月球重力分布、磁場分布及元素測定方面取得了新成果.月球上的磁場極其微弱，通過探測器拍攝電子在月球磁場中的運(yùn)動(dòng)軌跡， 可分析月球磁場的強(qiáng)弱分布情況，右圖是探測器通過月球表面a、b、c、d四個(gè)位置時(shí)，拍攝到的電子運(yùn)動(dòng)軌跡照片.設(shè)電子速率相同， 且與磁場方向垂直，則可知四個(gè)位置的磁場從強(qiáng)到弱

9、的排列正確的是 ()A. BbBaBdBC . BcBdBaBbB. BdBcBb BaD. BaBb Bcf Bd解析：電子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由題圖可知在 a、b、c、d四圖中電子運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑大小關(guān)系為 Rd>Rc>Rb>Ra,由半徑公式mv-R=/可知，半徑越大，磁感應(yīng)強(qiáng)度越小，所以 Ba>Bb>Bc>Bd, D正 qB確.答案：D10 .如圖所示，一束粒子（不計(jì)重力，初速度可忽略）緩慢通過小孔 Oi進(jìn)入極板間電壓為U的水平加速電場區(qū)域I,再通過小孔O2射入 相互正交的恒定勻強(qiáng)電場、磁場區(qū)域n,其中磁場的方向如圖所示， 收集室的小孔O3與Oi、O

10、2在同一條水平線上.則（）A.該裝置可篩選出具有特定質(zhì)量的粒子B.該裝置可篩選出具有特定電量的粒子C.該裝置可篩選出具有特定速度的粒子D.該裝置可篩選出具有特定動(dòng)能的粒子解析：粒子要想無偏轉(zhuǎn)的通過區(qū)域n ,進(jìn)入收集室的小孔 。3, 需要滿足qE = qvB,即粒子的速度v = B, C正確.答案：C二、多項(xiàng)選擇題（本題共4小題，每題4分，共16分，每小題有多個(gè)選項(xiàng)是正確的，全選對(duì)得4分，少選得2分，選錯(cuò)、多選或不選 得。分）11 .如圖所示，在正交的勻強(qiáng)電場和磁場的區(qū)域內(nèi)（磁場水平向內(nèi)），有一粒子恰能沿直線飛過此區(qū)域（不計(jì)粒子重力）（）X X X X X | £ | A.若粒子帶正電

11、，E方向應(yīng)向下B.若粒子帶負(fù)電，E方向應(yīng)向上C.若粒子帶正電，E方向應(yīng)向上D.不管粒子帶何種電，E方向都向下解析：若粒子帶正電，所受洛倫茲力向上，電場力與其平衡，應(yīng) 該向下，E方向應(yīng)向下，當(dāng)粒子帶負(fù)電時(shí)，電場力、洛倫茲力方向都 與帶正電荷時(shí)相反，也能沿直線做勻速直線運(yùn)動(dòng)， A、D對(duì).答案：AD12 . 2010年，上海成功舉辦盛大的世界博覽會(huì).回眸一下歷屆世博會(huì)，很多科技成果從世博會(huì)上走向世界.例如：1873年奧地利維也納世博會(huì)上，線路意外搭錯(cuò)造就“偶然發(fā)明”，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)變成 了電動(dòng)機(jī).如圖所示，是著名的電磁旋轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)，這一裝置實(shí)際上就是 最早的電動(dòng)機(jī).圖中A是可動(dòng)磁鐵，B是固定導(dǎo)線，C是可動(dòng)導(dǎo)

12、線， D是固定磁鐵.圖中黑色部分表示汞（磁鐵和導(dǎo)線的下半部分都浸沒 在汞中），下部接在電源上.請(qǐng)你判斷這時(shí)自上向下看，A和C轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)椋ǎ〢 .可動(dòng)磁鐵A轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)槟鏁r(shí)針B. A和C轉(zhuǎn)動(dòng)方向均為逆時(shí)針C.可動(dòng)導(dǎo)線C轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)轫槙r(shí)針D. A和C轉(zhuǎn)動(dòng)方向均為順時(shí)針解析：根據(jù)電流的方向判定可以知道 B中的電流方向是向上的， 那么在B導(dǎo)線附近的磁場方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，即為 A磁鐵N極的受 力方向；由于D磁鐵產(chǎn)生的磁場呈現(xiàn)出由 N極向外發(fā)散，C中的電 流方向是向下的，由左手定則可知C受到的安培力方向?yàn)轫槙r(shí)針.故 選項(xiàng)A、C正確.答案：AC13.2011年“315”到來之際，平板電視終于納入“三包”當(dāng)中，

13、顯示屏等關(guān)鍵零部件包修3年.如圖所示，電視機(jī)的顯像管中，電子 束的偏轉(zhuǎn)是用磁偏轉(zhuǎn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的.電子束經(jīng)過加速電場后，進(jìn)入一圓 形勻強(qiáng)磁場區(qū)，磁場方向垂直于圓面.不加磁場時(shí)，電子束將通過磁 場中心O點(diǎn)而打到屏幕上的中心 M,加磁場后電子束偏轉(zhuǎn)到 P點(diǎn)外 側(cè).現(xiàn)要使電子束偏轉(zhuǎn)回到 P點(diǎn)，可行的辦法是（）p電子束A.增大加速電壓B.增加偏轉(zhuǎn)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度C.將圓形磁場區(qū)域向屏幕靠近些D.將圓形磁場的半徑增大些1cle角牛析：右電子束的初速度不為若，則qU = 2mv2 2mv0, v =%0 + 2*，軌道半徑R= mv,增大偏轉(zhuǎn)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度，軌道 mqB半徑減小，電子束偏轉(zhuǎn)到P點(diǎn)外側(cè)；增大加速

14、電壓，軌道半徑增大，電子束偏轉(zhuǎn)回到P點(diǎn)；將圓形磁場區(qū)域向屏幕靠近些，電子束偏轉(zhuǎn) 回到P點(diǎn).正確答案選A、C.答案：AC14. 如圖所示，相距為d的兩帶電平行板間同時(shí)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球由下板邊緣沿水平方向射入該區(qū)域，帶電小球恰能在兩板間做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則（）A .小球一定帶負(fù)電B.小球一定帶正電C.兩板間電壓為mgd qD.小球在兩板間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為錯(cuò)解析：要使小球在復(fù)合場中作勻速圓周運(yùn)動(dòng)， 必須滿足重力與電 場力平衡，即mg=Eq,方向相反，所以電場方向向上，故小球一定 帶正電，A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)E = t可得mg = /q,所以U=

15、mgd,C正確；小球在兩板間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為整個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)周期的一半，即 t兀m=西，D錯(cuò)誤.答案：BC三、計(jì)算題（共54分）15. （12分）中國電磁炮研制方面與歐美西方國家在同一起跑線 上，限于技術(shù)和人才原因，中國電磁炮研制稍比西方國家慢幾年，但在某些技術(shù)上將會(huì)比美國電磁炮更精進(jìn).電磁炮是利用磁場對(duì)電流的 作用力把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，使炮彈發(fā)射出去的.如下圖所示，把兩 根長為s,互相平行的銅制軌道放在磁場中，軌道之間放有質(zhì)量為 m 的炮彈，炮彈架在長為L、質(zhì)量為M的金屬架上，已知金屬架與炮 彈在運(yùn)動(dòng)過程中所受的總阻力與速度平方成正比， 當(dāng)有恒定的大電流 Ii通過軌道和炮彈時(shí)，炮彈與金屬架在磁場力的

16、作用下，獲得速度 vi時(shí)加速度為a,當(dāng)有恒定的大電流I2通過軌道和炮彈時(shí)，炮彈最終 以最大速度V2脫離金屬架并離開軌道，則垂直于軌道平面的磁感強(qiáng) 度B是多少？解析：由題意知，當(dāng)通以電流Ii時(shí)，安培力為Fi=BIiL.由牛頓第二定律有:Fi fi= (M + m)a.又 fi = kv2,三式解得:BIiL- (M + m) a k =2"vi當(dāng)電流為I 2日寸，安培力為F2= BI 2L ,f2= kv2.由題知：F2=f2.解得：B =(M + m) av2I iLv2 I2LV2 .16. （i2分）質(zhì)量為m,電荷量為q的帶負(fù)電粒子自靜止開始，經(jīng)M、N板間的電場加速后，從A點(diǎn)垂直

17、于磁場邊界射入寬度為 d的勻強(qiáng)磁場中，該粒子離開磁場時(shí)的位置 P偏離入射方向的距離為L,如圖所示.已知M、N兩板間的電壓為U,粒子的重力不計(jì).(1)正確畫出粒子由靜止開始至離開勻強(qiáng)磁場時(shí)的軌跡圖(用直尺 和圓規(guī)規(guī)范作圖);(2)求勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B.解析：(1)作粒子經(jīng)電場和磁場的軌跡圖，如圖(2)設(shè)粒子在M、N兩板間經(jīng)電場加速后獲得的速度為 V,由動(dòng) 能定理得：.1qU = 2mv2.粒子進(jìn)入磁場后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)其半徑為r,則:2qvB= m,由幾何關(guān)系得：r2= (r L)2+ d2.聯(lián)立式得：磁感應(yīng)強(qiáng)度b=/Lh、/2mU.17. (12分)如圖所示，在傾角為37°的

18、光滑斜面上水平放置一條 長為0.2 m的直導(dǎo)線PQ,兩端以很軟的導(dǎo)線通入5 A的電流.當(dāng)加一個(gè)豎直向上的B=0.6 T的勻強(qiáng)磁場時(shí)，PQ恰好平衡，則導(dǎo)線PQ的重力為多少？ (sin 37 ° = 0.6)解析：對(duì)通電導(dǎo)線受力分析如圖所示.由平衡條件得:F安=mgtan 37又F安=81，代入數(shù)據(jù)得:G=mgB|Ltan 370.6X5X0.2N = 0.8 N.18. (18分)如圖，平行金屬板傾斜位置，AB長度為L,金屬板 與水平方向的夾角為0, 一電荷量為一q、質(zhì)量為m的帶電小球以水 平速度V0進(jìn)入電場，且做直線運(yùn)動(dòng)，到達(dá) B點(diǎn).離開電場后，進(jìn)入 如下圖所示的電磁場(圖中電場沒有畫出)區(qū)域做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，并豎 直向下穿出電磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B.試求：(1)帶電小球進(jìn)入電磁場區(qū)域時(shí)的速度 v;(2)帶電小球在電磁場區(qū)域做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；(3)重力在電磁場區(qū)域?qū)π∏蛩龅墓?解析：(1)如圖所示，對(duì)帶電小球進(jìn)行受力分析，帶電小球受重力 mg 和電場力 F, F 合