2017-2018高二物理新人教版选修1-1章节特训：第2章过关检测1

第二章过关检测(一)
(时间:45分钟　满分:100分)
一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分.每小题给出的四个选项中,1~5题只有一个选项符合题目要求,6~8题有两项符合题目要求.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.关于电荷所受电场力和洛伦兹力,下列说法中正确的是(　　)
A.电荷在电场中一定受电场力作用
B.电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用
C.电荷所受电场力一定与该处电场方向一致
D.电荷所受的洛伦兹力不一定与磁场方向垂直
解析:电荷在电场中一定受电场力作用,而正电荷受力方向才与电场方向一致,选项A正确,C错误;只有运动电荷在磁场中才可能受洛伦兹力,而洛伦兹力的方向一定与磁场方向垂直,选项B、D错误.
答案:A
2.如图所示,将磁铁靠近阴极射线管(电子射线管)时,发现电子束会发生偏转.使电子偏转的作用力是(　　)
A.电场力
B.重力
C.安培力
D.洛伦兹力
解析:运动电子在磁场中应该受洛伦兹力作用.
答案:D
3.一通电直导线用细线悬挂于匀强磁场中,磁场及电流方向如图所示.通电导线所受安培力的方向是
(　　)
A.水平向左
B.水平向右
C.竖直向上
D.竖直向下
解析:由左手定则可知安培力方向垂直于导线向下,所以选项D正确.
答案:D
4.关于磁场、磁感线,下列说法中正确的是(　　)
A.磁场并不是真实存在的,而是人们假想出来的
B.磁铁周围磁感线的形状,与铁屑在它周围排列的形状相同,说明磁场呈线条形状,磁感线是磁场的客观反映
C.磁感线可以用来表示磁场的强弱和方向
D.磁感线类似电场线,它总是从磁体的N极出发,到S极终止
解析:磁针放在磁体的周围受到力的作用,说明磁体在周围空间产生了磁场,磁场是一种客观物质,由此可知选项A是错误的.人们为了形象地描绘磁场,用图形——磁感线将抽象的磁场描绘出来,磁感线是假想的曲线,其客观上并不存在,铁屑在磁场中被磁化为小磁针,在磁场的作用下转动,最终规则地排列起来,显示出磁感线的分布特点,并非磁场的客观反映.电流的磁场和磁体的磁场的磁感线都是闭合曲线,在磁体外从N极到S极,在磁体内从S极到N极,不像电场线从正电荷出发到负电荷终止,不闭合.由此可知选项B、D是错误的,选项C正确.
答案:C
5.如图所示,其中正确反映两根大头针被条形磁铁吸起时的真实情况的是(　　)
A.图甲
B.图乙
C.图丙
D.图乙和图丙
解析:大头针被吸到磁铁一端后被磁化,针帽与磁极的极性相反,针尖极性与针帽相反,但同一磁极上的两枚大头针针尖必为同名磁极,根据同名磁极相互排斥可知,两大头针应分开,故只有题图丙正确.
答案:C
6.假若地球的磁场是由于地球自转和地球带电而产生的,则下列说法正确的是(　　)
A.地球带正电
B.地球带负电
C.在北京,小磁针静止时,北极指向偏西
D.在悉尼,小磁针静止时,北极指向偏东
解析:地球自西向东自转,地理的北极在地磁南极附近,由安培定则知地球带负电,形成从地球北极俯视顺时针方向的电流才能形成地磁,故选项B正确;由磁偏角知,指南针所指的北方都是离开地理北极而略向西偏,故C正确.
答案:BC
7.
南极考察队队员在地球南极附近用弹簧测力计竖直悬挂一未通电的螺线管,如图所示.下列说法正确的是(　　)
A.若将a端接电源正极,b端接电源负极,则弹簧测力计示数将减小
B.若将a端接电源正极,b端接电源负极,则弹簧测力计示数将增大
C.若将b端接电源正极,a端接电源负极,则弹簧测力计示数将增大
D.不论螺线管通电情况如何,弹簧测力计示数均不变
解析:
分析弹簧测力计示数是否变化或怎样变化,关键在于确定螺线管与地磁场之间的作用情况.一方面,可以将地球等效处理为一个大磁铁,地理南极相当于磁铁的N极,因此在南极附近地磁场方向近似竖直向上,如图所示.另一方面,可利用安培定则判定通电螺线管在周围产生的磁场方向,再根据“同名磁极相斥,异名磁极相吸”的原理可判定螺线管与地磁场之间的作用情况,故正确选项为A、C.
答案:AC
8.带电粒子在磁场中发生偏转的物理原理可运用于各种科学实验和电器中,下面利用了此物理原理的装置有(　　)
解析:磁流体发电机是利用带电粒子在磁场中受洛伦兹力向A、B两极偏转,从而保证A、B两极间有足够的正负电荷形成电源两极;电子显像管是利用磁场中电子受洛伦兹力偏转打到荧光屏上显像;电熨斗是利用了电流的热效应;洗衣机是磁场对电流产生安培力,从而使洗衣机转动,故选A、B.
答案:AB
二、填空题(每小题9分,共18分.把答案填在题中的横线上或按题目要求作答)
9.如图所示,在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中,垂直于磁场方向放置长度为L的通电导体MN.若导体中的电流大小为I,且方向由M到N,则MN受到的安培力的大小为　　　　,方向　　　　　　　　　　　.
解析:安培力的大小F=BIL,方向由左手定则判定应垂直纸面向里.
答案:BIL　垂直纸面向里
10.在某匀强磁场中,有两个电子以不同的速率在做匀速圆周运动.它们受到的洛伦兹力方向　　　　(选填“一定”或“不一定”)跟速度方向垂直;它们受到的洛伦兹力大小一定　　　　　　,做圆周运动的半径一定　　　　　　,周期一定　　　　(后三空均选填“相等”或“不相等”).
解析:洛伦兹力的方向由左手定则判定,其方向与磁场方向和运动方向必垂直;它们运动过程中洛伦兹力提供向心力,做匀速圆周运动,由牛顿第二定律知qvB=,所以圆周运动的半径R=,显然R与电子速率成正比,因为速率v不同,则它们受到的洛伦兹力大小不相等,做圆周运动的半径也不相等.由周期公式T=得T=,显然周期T与速率v无关,所以两电子圆周运动的周期一定相等.
答案:一定　不相等　不相等　相等
三、计算题(本题共2小题,每小题17分,共34分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
11.如图所示,水平导体棒AB被两根竖直细线悬挂,置于垂直纸面向里的匀强磁场中.已知磁场的磁感应强度B=0.5
T,导体棒长L=1
m,质量m=0.5
kg,重力加速度g取10
m/s2.当导体棒中通以从A到B的电流时,
(1)判断导体棒所受安培力的方向;当电流I=2
A时,求导体棒所受安培力的大小F;
(2)导体棒中通过的电流I'为多大时,细线拉力刚好为零
解析:(1)根据左手定则,导体棒所受安培力方向竖直向上,由公式F=BIL得
F=0.5×2×1N=1.0N.
(2)当细线拉力为零时,导体棒受重力和安培力作用,满足BI'L=mg,则
I'=A=10A.
答案:(1)竖直向上　1.0
N　(2)10
A
12.如图所示,一边长为0.2
m的正方形区域ACDE内,有一大小为1.67×10-3
T、方向垂直正方形所在平面的匀强磁场.一质子从AE边中点M垂直AE边射入磁场,从DE边中点N射出.已知质子质量为1.67×10-27
kg,质子电荷量为1.6×10-19
C.求:
(1)质子在磁场中运动的轨道半径;
(2)质子射入磁场时的速度大小.
解析:(1)连接MN,质子运动轨道的圆心应在弦MN的垂直平分线上;质子从M点垂直AE边射入磁场,圆心应在ME(或延长线)上,由此可以确定质子运动轨道的圆心在E点.
设正方形区域边长为a,则轨道半径r==0.1m.
(2)设质子速度为v,由牛顿第二定律有
qvB=得v=
代入数据可得
v=1.6×104m/s.
答案:(1)0.1
m　(2)1.6×104
m/s