人教版高中物理选修3-1第三章 磁场 检测题（含答案）
文档属性
| 名称 | 人教版高中物理选修3-1第三章 磁场 检测题（含答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 288.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-06-12 16:27:00 | ||
图片预览
文档简介
《磁场》检测题
一、单选题
1．如图所示，平行金属板M、N之间有竖直向下的匀强电场，虚线下方有垂直纸面的匀强磁场，质子和
α粒子分别从上板中心S点由静止开始运动，经电场加速后从O点垂直磁场边界进入匀强磁场，最后从a、b两点射出磁场（不计重力），下列说法正确的是
A．磁场方向垂直纸面向内
B．从a点离开的是α粒子
C．从b点离开的粒子在磁场中运动的速率较大
D．粒子从S出发到离开磁场，由b点离开的粒子所用时间较长
2．下列说法正确的是
A．麦克斯韦认为恒定磁场周围存在电场
B．奥斯特认为电流周围存在磁场
C．库仑提出用电场线来形象的描述电场
D．楞次首先发现了电磁感应现象
3．如图所示，长方形abcd的长ad=0.6m，宽ab=0.3m，O、e分别是ad、bc的中点，以e为圆心eb为半径的圆弧和以O为圆心Od为半径的圆弧组成的区域内有垂直纸面向里的匀强磁场(eb边界上无磁场)磁感应强度B=0.25T。一群不计重力、质量m=3×10-7kg、电荷量q=2×10-3C的带正电粒子以速度v=5×l02m/s沿垂直ad方向且垂直于磁场射入磁场区域，则下列判断正确的是（
）
A．从Od边射入的粒子，出射点全部分布在Oa边
B．从aO边射入的粒子，出射点全部分布在ab边
C．从Od边射入的粒子，出射点分布在ab边
D．从ad边射人的粒子，出射点全部通过b点
4．如图所示，在xOy坐标系的第Ⅰ象限中有垂直于纸面向里的匀强磁场，一带电粒子在x轴上的A点垂直于x轴射入磁场，第一次入射速度为v，且经时间t1恰好在O点反向射出磁场，第二次以2v的速度射入，在磁场中的运动时间为t2，则t1：t2的值为(???)
A．1：2
B．1；4
C．2；1
D．：1
5．如图所示，始终静止在斜面上的条形磁铁，当其上方的水平放置的导线通以图示方向的电流时，斜面体对磁铁的弹力N和摩擦力f的变化是
A．N减小，f不变
B．N减小，f增大
C．N、f都增大
D．N增大，f减小
6．如图所示，半径为R的圆形区域里有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，M、N是磁场边界上两点且M、N连线过圆心，在M点有一粒子源，可以在纸面内沿各个方向向磁场里发射质量为m、电荷量为q、速度大小均为的带正电粒子，不计粒子的重力，若某一个粒子在磁场中运动的时间为，则该粒子从M点射入磁场时，入射速度方向与MN间夹角的正弦值为（ ）
A．
B．
C．
D．
7．关于磁场和磁感线的描述，下列说法中正确的是：
[
]
A．磁感线从永久磁铁的N极发出指向S极，并在S极终止
B．任何磁场的磁感线都不会相交
C．磁感线可以用来表示磁场的强弱和方向
D．匀强磁场的磁感线平行等距，但这只是空间磁场内局部范围内的情况，整体的匀强磁场是不存在的
8．如图所示，带电粒子以速度v刚刚进入磁感应强度为B的磁场，下列各图所标的带电粒子＋q所受洛伦兹力F的方向中，正确的是
A．
B．
C．
D．
9．如图所示是一个常用的耳机，它内部有一个小线圈紧贴着一片塑料薄膜，在薄膜下面有
一块很小的磁铁，磁铁的磁场对通电线圈产生作用力，使线圈运动，导致覆盖其上的薄膜发生振动，从而产生声波。下列说法正确的是
A．该作用力为电场力
B．线圈不迪电时该作用力仍存在
C．该作用力方向可与磁感应强度方向平行
D．通电线圈中的电流方向发生变化，该作用力的方向也发生变化
10．如图所示，半径为R的圆形线圈，其中心位置处半径为r的虚线范围内有匀强磁场，磁场方向垂直于线圈平面．若磁感应强度为B，现使圆形线圈半径R增大，则圆形线圈的磁通量
A．减少
B．增大
C．不变
D．先增大后减少
11．如图所示，B为匀强磁场，I为通电直导线，F为磁场对通电直导线的作用力，其中正确的是
A．
B．
C．
D．
二、多选题
12．如图所示，在某电子设备中分布有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B．AC、AD两块挡板垂直纸面放置，夹角为900，一束电荷量为+q、质量为m的相同粒子，从AD板上距A点为L的小孔P以不同速率沿纸面射人，速度方向与AD板的夹角均为600，不计粒子的重力及粒子间的相互作用，粒子打在挡板上就被挡板吸收．则
A．粒子在磁场中运动的最长时间
B．直接打在AD板上的粒子，运动速率的最大值
C．垂直打在AC板上的粒子，运动的速率
D．在磁场中运动的时间的粒子，运动的速率
13．在光滑水平绝缘的足够大的桌面上建立xoy坐标系，空间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B0，有两个完全相同的质量为m的带正电小球A、B分别位于y轴上纵坐标为y2、y1的位置，电荷量都为q，两个小球都以垂直于y轴、大小为v的速度同时射入磁场。如图所示(两球若发生碰撞只能是弹性正碰)，要让B球到(0，
y2)处，那y2
–y1可能的值为
A．
B．
C．
D．
14．如图是质谱仪的工作原理示意图．带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器．速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场分别为B和E．平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2．平板S下方有磁感应强度为B0的匀强磁场．下列表述正确的是（
）
A．质谱仪是分析同位素的重要工具
B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向内
C．能通过的狭缝P的带电粒子的速率等于E/B
D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越小
15．如图所示，在倾角为的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为，质量为的直导体棒。当导体棒中的电流垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，可加平行纸面的匀强磁场中，下列有关磁场的描述中正确的是:(
)
A．若磁场方向竖直向上，则
B．若磁场方向平行斜面向上，则
C．若磁场方向垂直斜面向上，则
D．若磁场方向垂直斜面向上，则
三、实验题
16．图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场．现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向．所用部分器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E为直流电源；R为电阻箱；为电流表；S为开关．此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线．
(1)在图中画线连接成实验电路图________．
(2)完成下列主要实验步骤中的填空：
①按图接线．
②保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量m1．
③闭合开关S，调节R的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使D________；然后读出________，并用天平称出________．
④用米尺测量________．
(3)用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出B＝________．
(4)判定磁感应强度方向的方法是：若________，磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里．
四、解答题
17．如图甲所示，两平行金属板AB间接有如图乙所示的电压，两板间的电场可看作匀强电场，且两板外无电场，板长L=0．8m，板间距离d=0．6m．在金属板右侧有一磁感应强度B=2．0×10﹣2T，方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁场宽度为l1=0．12m，磁场足够长．MN为一竖直放置的足够大的荧光屏，荧光屏距磁场右边界的距离为l2=0．08m，MN及磁场边界均与AB两板中线OO′垂直．现有带正电的粒子流由金属板左侧沿中线OO′连续射入电场中．已知每个粒子的速度v0=4．0×105m/s，比荷=1．0×108C/kg，重力忽略不计，每个粒子通过电场区域的时间极短，电场可视为恒定不变．
（1）求t=0时刻进入电场的粒子打到荧光屏上时偏离O′点的距离；
（2）若粒子恰好能从金属板边缘离开，求此时两极板上的电压；
（3）试求能离开电场的粒子的最大速度，并通过计算判断该粒子能否打在右侧的荧光屏上？如果能打在荧光屏上，试求打在何处．
18．电磁轨道炮的加速原理如图所示金属炮弹静止置于两固定的平行导电导轨之间，并与轨道良好接触。开始时炮弹在导轨的一端，通过电流后炮弹会被安培力加速，最后从导轨另一端的出口高速射出。设两导轨之间的距离，导轨长，炮弹质量。导轨上电流I的方向如图中箭头所示。可以认为，炮弹在轨道内匀加速运动，它所在处磁场的磁感应强度始终为，方向垂直于纸面向里。若炮弹出口速度为，忽略摩擦力与重力的影响。求：
(1)炮弹在两导轨间的加速度大小a；
(2)炮弹作为导体受到磁场施加的安培力大小F；
(3)通过导轨的电流I。
19．如图所示，匀强磁场区域的宽度为d，质量为m、电荷量大小为q的带负电粒子(不计重力)从磁场边界MN上的O点以大小为v、方向与磁场垂直且与MN夹角为θ的速度射入磁场.
(1)为使粒子垂直于边界PQ射出磁场，求磁场的磁感应强度大小及以及粒子在磁场中运动的时间t；
(2)为使粒子不从边界PQ(PQ无磁场)离开磁场，求磁场的磁感应强度B的取值范围.
五、作图题
20．根据磁感应强度B、电流I和安培力F的相互关系，请根据要求作图．
参考答案
1．D
2．B
3．D
4．C
5．A
6．A
7．A
8．B
9．D
10．C
11．C
12．ACD
13．BD
14．AC
15．AC
16．(1)如图所示
重新处于平衡状态
电流表的示数I
此时细沙的质量m2
D的底边长度L
17．（1）0．10m；（2）900V；（3）5×105m/s，该粒子不能打在右侧的荧光屏上．
18．(1)
；(2)
；(3)
19．（1）
（2）
20．如图
一、单选题
1．如图所示，平行金属板M、N之间有竖直向下的匀强电场，虚线下方有垂直纸面的匀强磁场，质子和
α粒子分别从上板中心S点由静止开始运动，经电场加速后从O点垂直磁场边界进入匀强磁场，最后从a、b两点射出磁场（不计重力），下列说法正确的是
A．磁场方向垂直纸面向内
B．从a点离开的是α粒子
C．从b点离开的粒子在磁场中运动的速率较大
D．粒子从S出发到离开磁场，由b点离开的粒子所用时间较长
2．下列说法正确的是
A．麦克斯韦认为恒定磁场周围存在电场
B．奥斯特认为电流周围存在磁场
C．库仑提出用电场线来形象的描述电场
D．楞次首先发现了电磁感应现象
3．如图所示，长方形abcd的长ad=0.6m，宽ab=0.3m，O、e分别是ad、bc的中点，以e为圆心eb为半径的圆弧和以O为圆心Od为半径的圆弧组成的区域内有垂直纸面向里的匀强磁场(eb边界上无磁场)磁感应强度B=0.25T。一群不计重力、质量m=3×10-7kg、电荷量q=2×10-3C的带正电粒子以速度v=5×l02m/s沿垂直ad方向且垂直于磁场射入磁场区域，则下列判断正确的是（
）
A．从Od边射入的粒子，出射点全部分布在Oa边
B．从aO边射入的粒子，出射点全部分布在ab边
C．从Od边射入的粒子，出射点分布在ab边
D．从ad边射人的粒子，出射点全部通过b点
4．如图所示，在xOy坐标系的第Ⅰ象限中有垂直于纸面向里的匀强磁场，一带电粒子在x轴上的A点垂直于x轴射入磁场，第一次入射速度为v，且经时间t1恰好在O点反向射出磁场，第二次以2v的速度射入，在磁场中的运动时间为t2，则t1：t2的值为(???)
A．1：2
B．1；4
C．2；1
D．：1
5．如图所示，始终静止在斜面上的条形磁铁，当其上方的水平放置的导线通以图示方向的电流时，斜面体对磁铁的弹力N和摩擦力f的变化是
A．N减小，f不变
B．N减小，f增大
C．N、f都增大
D．N增大，f减小
6．如图所示，半径为R的圆形区域里有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，M、N是磁场边界上两点且M、N连线过圆心，在M点有一粒子源，可以在纸面内沿各个方向向磁场里发射质量为m、电荷量为q、速度大小均为的带正电粒子，不计粒子的重力，若某一个粒子在磁场中运动的时间为，则该粒子从M点射入磁场时，入射速度方向与MN间夹角的正弦值为（ ）
A．
B．
C．
D．
7．关于磁场和磁感线的描述，下列说法中正确的是：
[
]
A．磁感线从永久磁铁的N极发出指向S极，并在S极终止
B．任何磁场的磁感线都不会相交
C．磁感线可以用来表示磁场的强弱和方向
D．匀强磁场的磁感线平行等距，但这只是空间磁场内局部范围内的情况，整体的匀强磁场是不存在的
8．如图所示，带电粒子以速度v刚刚进入磁感应强度为B的磁场，下列各图所标的带电粒子＋q所受洛伦兹力F的方向中，正确的是
A．
B．
C．
D．
9．如图所示是一个常用的耳机，它内部有一个小线圈紧贴着一片塑料薄膜，在薄膜下面有
一块很小的磁铁，磁铁的磁场对通电线圈产生作用力，使线圈运动，导致覆盖其上的薄膜发生振动，从而产生声波。下列说法正确的是
A．该作用力为电场力
B．线圈不迪电时该作用力仍存在
C．该作用力方向可与磁感应强度方向平行
D．通电线圈中的电流方向发生变化，该作用力的方向也发生变化
10．如图所示，半径为R的圆形线圈，其中心位置处半径为r的虚线范围内有匀强磁场，磁场方向垂直于线圈平面．若磁感应强度为B，现使圆形线圈半径R增大，则圆形线圈的磁通量
A．减少
B．增大
C．不变
D．先增大后减少
11．如图所示，B为匀强磁场，I为通电直导线，F为磁场对通电直导线的作用力，其中正确的是
A．
B．
C．
D．
二、多选题
12．如图所示，在某电子设备中分布有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B．AC、AD两块挡板垂直纸面放置，夹角为900，一束电荷量为+q、质量为m的相同粒子，从AD板上距A点为L的小孔P以不同速率沿纸面射人，速度方向与AD板的夹角均为600，不计粒子的重力及粒子间的相互作用，粒子打在挡板上就被挡板吸收．则
A．粒子在磁场中运动的最长时间
B．直接打在AD板上的粒子，运动速率的最大值
C．垂直打在AC板上的粒子，运动的速率
D．在磁场中运动的时间的粒子，运动的速率
13．在光滑水平绝缘的足够大的桌面上建立xoy坐标系，空间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B0，有两个完全相同的质量为m的带正电小球A、B分别位于y轴上纵坐标为y2、y1的位置，电荷量都为q，两个小球都以垂直于y轴、大小为v的速度同时射入磁场。如图所示(两球若发生碰撞只能是弹性正碰)，要让B球到(0，
y2)处，那y2
–y1可能的值为
A．
B．
C．
D．
14．如图是质谱仪的工作原理示意图．带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器．速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场分别为B和E．平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2．平板S下方有磁感应强度为B0的匀强磁场．下列表述正确的是（
）
A．质谱仪是分析同位素的重要工具
B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向内
C．能通过的狭缝P的带电粒子的速率等于E/B
D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越小
15．如图所示，在倾角为的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为，质量为的直导体棒。当导体棒中的电流垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，可加平行纸面的匀强磁场中，下列有关磁场的描述中正确的是:(
)
A．若磁场方向竖直向上，则
B．若磁场方向平行斜面向上，则
C．若磁场方向垂直斜面向上，则
D．若磁场方向垂直斜面向上，则
三、实验题
16．图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场．现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向．所用部分器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E为直流电源；R为电阻箱；为电流表；S为开关．此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线．
(1)在图中画线连接成实验电路图________．
(2)完成下列主要实验步骤中的填空：
①按图接线．
②保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量m1．
③闭合开关S，调节R的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使D________；然后读出________，并用天平称出________．
④用米尺测量________．
(3)用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出B＝________．
(4)判定磁感应强度方向的方法是：若________，磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里．
四、解答题
17．如图甲所示，两平行金属板AB间接有如图乙所示的电压，两板间的电场可看作匀强电场，且两板外无电场，板长L=0．8m，板间距离d=0．6m．在金属板右侧有一磁感应强度B=2．0×10﹣2T，方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁场宽度为l1=0．12m，磁场足够长．MN为一竖直放置的足够大的荧光屏，荧光屏距磁场右边界的距离为l2=0．08m，MN及磁场边界均与AB两板中线OO′垂直．现有带正电的粒子流由金属板左侧沿中线OO′连续射入电场中．已知每个粒子的速度v0=4．0×105m/s，比荷=1．0×108C/kg，重力忽略不计，每个粒子通过电场区域的时间极短，电场可视为恒定不变．
（1）求t=0时刻进入电场的粒子打到荧光屏上时偏离O′点的距离；
（2）若粒子恰好能从金属板边缘离开，求此时两极板上的电压；
（3）试求能离开电场的粒子的最大速度，并通过计算判断该粒子能否打在右侧的荧光屏上？如果能打在荧光屏上，试求打在何处．
18．电磁轨道炮的加速原理如图所示金属炮弹静止置于两固定的平行导电导轨之间，并与轨道良好接触。开始时炮弹在导轨的一端，通过电流后炮弹会被安培力加速，最后从导轨另一端的出口高速射出。设两导轨之间的距离，导轨长，炮弹质量。导轨上电流I的方向如图中箭头所示。可以认为，炮弹在轨道内匀加速运动，它所在处磁场的磁感应强度始终为，方向垂直于纸面向里。若炮弹出口速度为，忽略摩擦力与重力的影响。求：
(1)炮弹在两导轨间的加速度大小a；
(2)炮弹作为导体受到磁场施加的安培力大小F；
(3)通过导轨的电流I。
19．如图所示，匀强磁场区域的宽度为d，质量为m、电荷量大小为q的带负电粒子(不计重力)从磁场边界MN上的O点以大小为v、方向与磁场垂直且与MN夹角为θ的速度射入磁场.
(1)为使粒子垂直于边界PQ射出磁场，求磁场的磁感应强度大小及以及粒子在磁场中运动的时间t；
(2)为使粒子不从边界PQ(PQ无磁场)离开磁场，求磁场的磁感应强度B的取值范围.
五、作图题
20．根据磁感应强度B、电流I和安培力F的相互关系，请根据要求作图．
参考答案
1．D
2．B
3．D
4．C
5．A
6．A
7．A
8．B
9．D
10．C
11．C
12．ACD
13．BD
14．AC
15．AC
16．(1)如图所示
重新处于平衡状态
电流表的示数I
此时细沙的质量m2
D的底边长度L
17．（1）0．10m；（2）900V；（3）5×105m/s，该粒子不能打在右侧的荧光屏上．
18．(1)
；(2)
；(3)
19．（1）
（2）
20．如图