整章单元过关检测卷四含答案高中物理选修31磁场艺考生专用Word文档下载推荐.docx

整章单元过关检测卷四含答案高中物理选修31磁场艺考生专用Word文档下载推荐.docx

《整章单元过关检测卷四含答案高中物理选修31磁场艺考生专用Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《整章单元过关检测卷四含答案高中物理选修31磁场艺考生专用Word文档下载推荐.docx（20页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

=0.6）。

求：

（1）匀强电场的电场强度E；

（2）图乙中t=

10-5s时刻电荷与O点的水平距离；

（3）如果在O点正右方d=32cm处有一垂直于MN的足够大的挡板，求电荷从第一次进入磁场开始到达挡板需要的时间。

2．如图所示，两平行金属板E、F之间电压为U，两足够长的平行边界MN、PQ区域内，有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B.一质量为m、带电量为+q的粒子（不计重力），由E板中央处静止释放，经F板上的小孔射出后，垂直进入磁场，且进入磁场时与边界MN成60°

角，最终粒子从边界MN离开磁场．求：

（1）粒子在磁场中做圆周运动的半径r；

（2）两边界MN、PQ的最小距离d；

（3）粒子在磁场中运动的时间t.

3．如图所示，方向垂直纸面向里的匀强磁场的边界，是一个半径为r的圆，圆心O1在x轴上，OO1距离等于圆的半径。

虚线MN平行于x轴且与圆相切于P点，在MN的上方是正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度的大小为E，方向沿x轴的负方向，磁感应强度为B，方向垂直纸面向外。

有—群相同的正粒子，以相同的速率，在纸面内沿不同方向从原点O射入第I象限，粒子的速度方向在与x轴成

角的范围内，其中沿x轴正方向进入磁场的粒子经过P点射入MN后，恰好在正交的电磁场中做直线运动。

粒子的质量为m．电荷量为q（不计粒子的重力）。

（1）粒子的初速率；

（2）圆形有界磁场的磁感应强度：

（3）若只撤去虚线MN上面的磁场B，这些粒子经过y轴的坐标范围。

4．如图所示，在直角坐标系0≤x≤L区域内有沿y轴正方向的匀强电场，右侧有一个以点（3L，0）为圆心、半径为L的圆形区域，圆形区域与x轴的交点分别为M、N。

现有一质量为m，带电量为e的电子，从y轴上的A点以速度v0沿x轴正方向射入电场，飞出电场后从M点进入圆形区域，速度方向与x轴夹角为30°

。

此时在圆形区域加如图（乙）所示周期性变化的磁场，以垂直于纸面向外为磁场正方向），最后电子运动一段时间后从N飞出，速度方向与进入磁场时的速度方向相同（与x轴夹角也为30°

）。

（1）电子进入圆形磁场区域时的速度大小；

（2）0≤x≤L区域内匀强电场场强E的大小；

（3）写出圆形磁场区域磁感应强度B0的大小、磁场变化周期T各应满足的表达式。

5．（14分）如图所示，一对磁偏转线圈形成的匀强磁场分布在R=0.10m的圆形区域内,磁感应强度为0.1T。

圆的左端跟y轴相切于直角坐标系的原点O，右端跟足够大的荧光屏MN相切于x轴上A点，置于原点的粒子源沿x轴正方向射出带正电的粒子流，以v=

106m/s射入磁场，粒子的比荷为1×

108c/kg，重力不计。

求

（1）粒子在磁场中运动的时间。

（2）粒子打在荧光屏上的位置距A的距离。

（3）要使粒子打不到荧光屏上，求粒子的速度大小应满足的条件。

6．如图，在xOy直角坐标系中，在第三象限有一平行于x轴放置的平行板电容器，板间电压U＝1×

102V。

现有一质量为m=1.0×

10-12kg，带电量q=2.0×

10-10C的带正电的粒子（不计重力），从下极板处由静止开始经电场加速后通过上板上的小孔，垂直于x轴从A点进入第二象限的匀强磁场中。

磁场方向垂直于纸面向外，磁感应强度B＝1T。

粒子在磁场中转过四分之一圆周后又从B点垂直于y轴进入第一象限，第一象限中有平行于y轴负方向的匀强电场E，粒子随后经过x轴上的C点，已知OC=1m。

（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径r。

（2）第一象限中匀强电场场强E的大小。

7．（单选）如图所示，在x轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，一个不计重力的带电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成120°

角，若粒子穿过y轴正半轴后在磁场中到x轴的最大距离为a，则该粒子所带电荷的正负和比荷是

A．正电荷，

B．正电荷，

C．负电荷，

D．负电荷，

8．（单选）如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长直通电导线，电流的方向垂直纸面向里，以直导线为中心的同一圆周上有a、b、c、d四个点，连线ac和bd是相互垂直的两条直径，且b、d在同一竖直线上，则

A．c点的磁感应强度的值最小

B．b点的磁感应强度的值最大

C．b、d两点的磁感应强度相同

D．a、b两点的磁感应强度相同

二、多选题

9．（多选）如图所示为一种质谱仪示意图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成．若静电分析器通道中心线的半径为R，通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为E，磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外．一质量为m、电荷量为q的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器，由P点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的Q点．不计粒子重力．下列说法正确的是

A．极板M比极板N电势高

D．若一群离子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，则该群离子具有相同的比荷

10．（多选）为监测某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计。

该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口。

在垂直于上下底面方向加磁感应强度大小为B的匀强磁场，在前后两个内侧面分别固定有金属板作为电极。

污水充满管口从左向右流经该装置时，接在M、N两端间的电压表将显示两个电极间的电压U。

若用Q表示污水流量（单位时间内排出的污水体积），下列说法中正确的是

A．N端的电势比M端的高

B．若污水中正负离子数相同，则前后表面的电势差为零

C．电压表的示数U跟a和b都成正比，跟c无关

D．电压表的示数U跟污水的流量Q成正比

11．（多选）如图所示，有一垂直于纸向外的有界匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，其边界为一边长L的正三角形（边界上有磁场）ABC为三角形的三个顶点．今有一质量为m、电荷量为+q的粒子（不计重力），以速度

从AB边上的某点P既垂直于AB边又垂直于磁场的方向射入，然后从BC边上某点Q射出．若从P点射入的该粒子能从Q点射出，则

12．（单选）如图所示，竖直平面内有一固定的光滑绝缘椭圆大环，水平长轴为AC，竖直短轴为ED。

轻弹簧一端固定在大环的中心O，另一端连接一个可视为质点的带正电的小环，小环刚好套在大环上，整个装置处在一个水平向里的匀强磁场中．将小环从A点由静止释放，已知小环在A、D两点时弹簧的形变量大小相等．下列说法中错误的是（）

A．刚释放时，小球的加速度为重力加速度g

B.小环的质量越大，其滑到D点时的速度将越大

C.小环从A到运动到D，弹簧对小环先做正功后做负功

D.小环一定能滑到C点

三、填空题

13．某长直导线中分别通以如图所示的电流，则下面说法中正确的是

A．图①所示电流周围产生匀强磁场

B．图②所示电流周围的磁场是稳定的

C．图③所示电流周围各点的磁场方向在0～t1时间内与t1～t2时间内的方向是相反的

D．图④所示电流周围的磁场先变强再变弱，磁场中各点的磁感强度方向不变

14．如下图所示，空间有一垂直纸面向外的磁感应强度为0.5T的匀强磁场，一质量为0.2kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板左端无初速度放置一质量为0.1kg、电荷量q＝＋0.2C的滑块，滑块与绝缘木板之间的动摩擦因数为0.5，滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力．现对木板施加方向水平向左，大小为0.6N的恒力，g取10m/s2，则木板的最大加速度为________；

滑块的最大速度为________．（）

四、实验题

15．所谓反物质就是和正常物质的质量相等、电荷量相等而电性相反的物质。

如反质子质量数是l，电荷数是-1：

即

现在有由质子、反质子、α粒子、反α粒子组成的粒子束，从上向下通过如图的正交匀强电场和匀强磁场区后进入另一个匀强磁场，偏转轨迹分为1、2、3、4四支。

下列说法中正确的是

A．进入下面磁场的所有粒子具有相同的速度

B．上方两极板中M板一定带正电

C．1是反质子的轨迹，4是α粒子的轨迹

D．2是反质子的轨迹，3是α粒子的轨迹

五、计算题

16．如图所示，两金属杆ab和cd长均为L，电阻均为R，质量分别为M和m．用两根质量、电阻均可忽略的不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路，并悬挂在水平、光滑、不导电的圆棒两侧，两金属杆都处于水平位置，整个装置处于与回路平面垂直、磁感应强度为B的匀强磁场中，若金属杆ab正好匀速向下运动，求运动的速度。

17．如图在第一象限存在匀强磁场，第四象限存在正交电场和磁场，磁感应强度均为B，一个电子从y轴上的c点平行x轴射入磁场，经x轴的P点沿PC直线射出第四象限，已知AC的长度为L；

∠CAP＝30°

；

电子质量为m，电量为q。

（1）电子射入磁场时的速度v；

（2）电子在第一象限运动时间；

（3）电场强度E的大小和方向；

（4）电子在第四象限运动时间．

1．ABCDF

解析：

解：

（1）电荷在电场中做匀加速运动，

（1分）

（2分）解得：

（1分）

粒子进入磁场后做匀速圆周运动，

　　　（1分）

由题知，在

的时间内，粒子正好从图中的Ａ点进入磁场，并在磁场中转半周从Ｂ点回到电场。

根据

　（1分）

　（1分）

粒子再次进电场后先向下减速至0，在向上加速至

回磁场，其中在电场中来回的时间为　

即粒子在

时再次进入磁场（1分）

的时间内，粒子正好从图中的Ｂ点进入磁场，并在磁场中转半周从Ｃ点回到电场，

，可得Ｒ2＝3cm（1分）

此后粒子再次进入电场减速重复以上运动，至

时，粒子又回到C点，故粒子与O点间的水平间距离为

（1分）解得

从粒子第一次进磁场开始计时，设粒子在复合场中运动的周期为

则

（2分）

由题可知，粒子运动6T0后进入磁场偏转打在挡板上，第7次在B1中偏转时的轨迹如图，设6T0时到D点，D点到A点为6x0=24cm（1分）

设为MN与板交与G点，轨迹圆与板交与F点，所以HG=3cm,HF=5cm，

cos<

FHG=0.6,所以

所以,

（1分）解得t=1.58×

10-4s（1分）

2．D

（1）设粒子离开电场时的速度为v，由动能定理有：

①（3分）

解得：

②

粒子离开电场后，垂直进入磁场，由洛仑兹力提供向心力有：

③（3分）

联立②③解得：

④（2分）

（2）最终粒子从边界MN离开磁场，需满足：

⑤（3分）

联立④⑤解得：

⑥（2分）

两边界MN、PQ的最小距离d为

（3）粒子在磁场中做圆周运动的周期

⑦（2分）

联立③⑦解得：

粒子在磁场中运动的时间

⑨（3分）

3．见解析

4．

⑵由速度关系得

在竖直方向

（2分）

解得

⑶在磁场变化的半个周期内粒子的偏转角为60°

（如图2），所以，在磁场变化的半个周期内，粒子在x轴方向上的位移恰好等于R。

粒子到达N点而且速度符合要求的空间条件是：

2nR=2L（2分）

电子在磁场作圆周运动的轨道半径

解得

（n=1、2、3……）（2分）

若粒子在磁场变化的半个周期恰好转过

圆周，同时MN间运动时间是磁场变化周期的整数倍时，可使粒子到达N点并且速度满足题设要求。

应满足的时间条件：

（1分）代入T的表达式得：

（n=1、2、3……）（2分）

5．

6．

7．C

8．ABCD

A

用右手螺旋定则判断通电直导线在abcd四个点上所产生的磁场方向，如图所示：

A、c点电流产生的磁感应强度和原磁感应强度方向相反，叠加变小，故A正确；

B、b点有向上的磁场，还有电流产生的水平向左的磁场，磁感应强度叠加变大，方向向左上，故B错误；

C、D、d点有向上的磁场，还有电流产生的水平向右的磁场，叠加后磁感应强度的方向向右上．d点与b点叠加后的磁场大小相等，但是方向不同，而a点有向上的磁场，还有电流产生的向上的磁场，电流产生的磁感应强度和原磁感应强度方向相同，叠加变大；

故CD错误。

故选A。

9．AD

10．AD

11．AD

12．B

13．D

14．AB

开始滑块与板一起匀加速，刚发生相对滑动时整体的加速度a＝

＝2m/s2，对滑块μ（mg－qvB）＝ma，代入数据可得此时刻的速度为6m/s.此后滑块做加速度减小的加速运动，最终匀速．mg＝qvB代入数据可得此时刻的速度为10m/s.而板做加速度增加的加速运动，最终匀加速．板的加速度a＝

＝3m/s2

答案：

3m/s2　10m/s

15．AC

16．

若ab棒以速度v向下匀速运动，cd棒也将以速度v向上匀速运动，两棒都垂直切割磁场线产生感应电动势。

在闭合电路中，ab棒受到的磁场力向上，cd棒受到的磁场力向下，悬线对两棒的拉力都向上且为F

则对ab棒：

Mg=BIL+F

对cd棒：

mg+BIL=F

又I=

Mg-mg=2BIL=2·

所以运动的速度为v=

17．解析：

分析如图