人教版高中物理选修3-1章末综合测评3.docx

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章末综合测评(三)

(时间：60分钟 满分：100分)

一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分．在每小题给出的四个选项中第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分 ，有选错的得0分．)

1．(2016·绍兴高二检测)安培的分子环形电流假说不能用来解释下列哪些磁现象( )

A．磁体在高温时失去磁性

B．磁铁经过敲击后磁性会减弱

C．铁磁类物质放入磁场后具有磁性

D．通电导线周围存在磁场

【解析】 磁铁内部的分子电流的排布是大致相同的，在高温时，分子电流的排布重新变得杂乱无章，故对外不显磁性，A对；磁铁经过敲击后，分子电流的排布重新变得杂乱无章，每个分子电流产生的磁场相互抵消，故对外不显磁性，故B对；铁磁类物质放入磁场后磁铁内部的分子电流的排布是大致相同的，对外显现磁性，C对；通电导线的磁场是由自由电荷的定向运动形成的，即产生磁场的不是分子电流，故D错误．

【答案】 D

2．(2016·郑州高二检测)关于电场强度和磁感应强度，下列说法正确的是

( )

A．电场强度的定义式E＝Fq，适用于任何电场 —————————— 新学期 新成绩 新目标 新方向 ——————————

桑水 B．由真空中点电荷的电场强度公式E＝kQr2可知，当r→0，E→＋∞

C．由公式B＝FIL可知，一小段通电导线在某处若不受磁场力则说明此处一定无磁场

D．磁感应强度的方向就是置于该处的通电导线所受的安培力方向

【解析】 电场强度的定义式E＝Fq，适用于任何电场，故A正确．当r→0时，电荷已不能看成点电荷，公式E＝kQr2不再成立．故B错误．由公式B＝FIL可知，一小段通电导线在某处若不受磁场力，可能是B的方向与电流方向平行，所以此处不一定无磁场，故C错误．磁感应强度的方向和该处通电导线所受的安培力方向垂直，故D错误．

【答案】 A

3．(2015·海南高考)如图1所示，a是竖直平面P上的一点，P前有一条形磁铁垂直于P，且S极朝向a点，P后一电子在偏转线圈和条形磁铁的磁场的共同作用下，在水平面内向右弯曲经过a点．在电子经过a点的瞬间，条形磁铁的磁场对该电子的作用力的方向( )

图1

A．向上 B．向下

C．向左 D．向右

【解析】 a点处磁场垂直于纸面向外，根据左手定则可以判断电子受力向上，A正确．

【答案】 A

4．如图2所示，匀强磁场的方向垂直纸面向里，匀强电场的方向竖直向下，有一正离子恰能以速率v沿直线从左向右水平飞越此区域．下列说法正确的是( ) —————————— 新学期 新成绩 新目标 新方向 ——————————

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图2

A．若一电子以速率v从右向左飞入，则该电子将沿直线运动

B．若一电子以速率v从右向左飞入，则该电子将向上偏转

C．若一电子以速率v从右向左飞入，则该电子将向下偏转

D．若一电子以速率v从左向右飞入，则该电子将向下偏转

【解析】 正离子以速率v沿直线从左向右水平飞越此区域，则有：qvB＝Eq.即：vB＝E，若一电子的速率v从左向右飞入此区域时，也必有evB＝Ee.电子沿直线运动．而电子以速率v从右向左飞入时，电子所受的电场力和洛伦兹力均向上，电子将向上偏转，B正确，A、C、D均错误．

【答案】 B

5．回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两个D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图3所示，要增大带电粒子射出时的动能，则下列说法中正确的是(

)

图3

A．增大匀强电场间的加速电压

B．减小磁场的磁感应强度

C．增加周期性变化的电场的频率

D．增大D形金属盒的半径

【解析】 粒子最后射出时的旋转半径为D形金属盒的最大半径R，R＝mvqB，Ek＝12mv2＝q2B2R22m.可见，要增大粒子的动能，应增大磁感应强度B和增大D形金属盒的半径R，故正确选项为D.

【答案】 D —————————— 新学期 新成绩 新目标 新方向 ——————————

桑水 6．(2016·宜昌高二检测)如图4所示，圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子以速度v从A点沿直径AOB方向射入磁场，经过Δt时间从C点射出磁场，OC与OB成60°.现将带电粒子的速度变为v3，仍从A点射入磁场，不计重力，则粒子在磁场中的运动时间变为(

)

【导学号：08160181】

图4

A.12Δt B．2Δt

C.13Δt D．3Δt

【解析】 由牛顿第二定律qvB＝mv2r及匀速圆周运动T＝2πrv得r＝mvqB；T＝2πmqB.作出粒子的运动轨迹如图，由图可得，以速度v从A点沿直径AOB方向射入磁场经过Δt＝T6从C点射出磁场，轨道半径r＝3AO；速度变为v3时，运动半径是r3＝3AO3，由几何关系可得在磁场中运动转过的圆心角为120°，运动时间为T3，即2Δt.故A、C、D项错误，B项正确．

【答案】 B

7．(2016·保定高二检测)带正电粒子(不计重力)以水平向右的初速度v0，先通过匀强电场E，后通过匀强磁场B，如图5甲所示，电场和磁场对该粒子做功为W1.若把该电场和磁场正交叠加，如图乙所示，再让该带电粒子仍以水平向—————————— 新学期 新成绩 新目标 新方向 ——————————

桑水 右的初速度v0(v0

)

图5

A．W1

C．W1>W2 D．无法判断

【解析】 在乙图中，由于v0

【答案】 C

8．在匀强磁场B的区域中有一光滑斜面体，在斜面体上放置一根长为L，质量为m的导线，当通以如图6所示方向的电流后，导线恰能保持静止，则磁感应强度B满足( )

图6

A．B＝mgsin θIL，方向垂直斜面向下

B．B＝mgsin θIL，方向垂直斜面向上

C．B＝mgtan θIL，方向竖直向下

D．B＝mgIL，方向水平向左

【解析】 磁场方向垂直斜面向下时，根据左手定则，安培力沿斜面向上，—————————— 新学期 新成绩 新目标 新方向 ——————————

桑水 导体棒还受到重力和支持力，根据平衡条件和安培力公式，有mgsin θ＝BIL，解得选项A正确．磁场竖直向下时，安培力水平向左，导体棒还受到重力和支持力，根据平衡条件和安培力公式，有mgtan θ＝BIL，解得选项C正确．磁场方向水平向左时，安培力竖直向上，与重力平衡，有mg＝BIL，解得选项D正确．

【答案】 ACD

9．利用如图7所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子．图中板MN上方是磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，板上有两条宽度分别为2d和d的缝，两缝近端相距为L.一群质量为m、电荷量为q，具有不同速度的粒子从宽度为2d的缝垂直于板MN进入磁场，对于能够从宽度为d的缝射出的粒子，下列说法正确的是( ) 【导学号：08160182】

图7

A．粒子带正电

B．射出粒子的最大速度为qB3d＋L2m

C．保持d和L不变，增大B，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大

D．保持d和B不变，增大L，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大

【解析】 由左手定则和粒子的偏转情况可以判断粒子带负电，选项A错；根据洛伦兹力提供向心力qvB＝mv2r可得v＝qBrm，r越大v越大，由图可知r最大值为rmax＝3d＋L2，选项B正确；又r最小值为rmin＝L2，将r的最大值和最小值代入v的表达式后得出速度之差为Δv＝3qBd2m，可见选项C正确、D错误．

【答案】 BC

10．如图8所示，直角三角形ABC中存在一匀强磁场，比荷相同的两个粒子沿AB方向射入磁场，分别从AC边上的P、Q两点射出，则( ) —————————— 新学期 新成绩 新目标 新方向 ——————————

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图8

A．从P射出的粒子速度大

B．从Q射出的粒子速度大

C．从P射出的粒子，在磁场中运动的时间长

D．两粒子在磁场中运动的时间一样长

【解析】作出各自的轨迹如右图所示，根据圆周运动特点知，分别从P、Q点射出时，与AC边夹角相同，故可判定从P、Q点射出时，半径R1

【答案】 BD

二、计算题(本题共2小题，共40分，按题目要求作答)

11．(18分)如图9所示，倾角为θ＝30°的光滑导体滑轨A和B，上端接入一电动势E＝3 V、内阻不计的电源，滑轨间距为L＝0.1 m，将一个质量为m＝0.03 kg，电阻R＝0.5 Ω的金属棒水平放置在滑轨上，若滑轨周围存在着垂直于滑轨平面的匀强磁场，当闭合开关S后，金属棒刚好静止在滑轨上，求滑轨周围空间的磁场方向和磁感应强度的大小．(重力加速度g取10 m/s2)

图9

【解析】 合上开关S后，由闭合电路欧姆定律得：I＝ER

经分析可知，金属棒受力如图所示， —————————— 新学期 新成绩 新目标 新方向 ——————————

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金属棒所受安培力，F＝BIL

沿斜面方向受力平衡，F＝mgsin θ

以上各式联立可得：B＝0.25 T

磁场方向垂直导轨面斜向下

【答案】 磁场方向垂直导轨面斜向下 0.25 T

12．(22分)(2015·山东高考)如图10所示，直径分别为D和2D的同心圆处于同一竖直面内，O为圆心，GH为大圆的水平直径．两圆之间的环形区域(Ⅰ区)和小圆内部(Ⅱ区)均存在垂直圆面向里的匀强磁场．间距为d的两平行金属极板间有一匀强电场，上极板开有一小孔．一质量为m、电量为＋q的粒子由小孔下方d2处静止释放，加速后粒子以竖直向上的速度v射出电场，由H点紧靠大圆内侧射入磁场．不计粒子的重力．【导学号：08160183】

图10

(1)求极板间电场强度的大小；

(2)若粒子运动轨迹与小圆相切，求Ⅰ区磁感应强度的大小．

【解析】 (1)设极板间电场强度的大小为E，对粒子在电场中的加速运动，由动能定理得

qEd2＝12mv2①

由①式得

E＝mv2qd②