1、【金版学案】2015-2016 高中物理 第三章 磁场章末过关检测卷 粤教版选修 3-1 (测试时间：50 分钟 评价分值：100 分)一、单项选择题(每小题 4 分，满分 16 分在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求)1有电子、质子、氘核、氚核，以同样速度垂直射入同一匀强磁场中，它们都做匀速圆周运动，则轨道半径最大的粒子是(B)A氘核 B氚核 C电子 D质子解析：根据公式 Bqv m 可得 R ，电子、质子、氘核、氚核四种粒子的带电量多v2R mvBq少是相同的，但是质量是不相同的， m 电子 m 质子 m 氘核 m 氚核 ，它们以相同的速度进入同一匀强磁场，轨道半径是与质量成
2、正比的，所以氚核的轨道半径是最大的选项 ACD 错误，选项 B 正确2两个电子以大小不同的初速度沿垂直于磁场的方向射入同一匀强磁场中设r1、 r2为这两个电子的运动轨道半径， T1、 T2是它们的运动周期，则(D)A r1 r2， T1 T2 B r1 r2， T1 T2C r1 r2， T1 T2 D r1 r2， T1 T2解析：根据半径公式 r 可得 r1 ， r2 ，因为速度不同，所以 r1 r2，根mvBq mv1Bq mv2Bq据周期公式 T 可得， T1 ， T2 ，故 T1 T2，所以 D 正确2 mBq 2 mBq 2 mBq3如图所示，直角三角形通电闭合线圈 ABC 处于匀
3、强磁场中，磁场垂直纸面向里，则线圈所受磁场力的合力(A)A大小为零 B方向竖直向上C方向竖直向下 D方向垂直纸面向里解析：对三个边进行受力分析，由 F BIL 和三个力的夹角关系可以得出三个力的合力为零故选 A.4两个相同的圆形线圈，通以方向相同但大小不同的电流 I1和 I2，如图所示先将两个线圈固定在光滑绝缘杆上，问释放后它们的运动情况是(B)A相互吸引，电流大的加速度大 B相互吸引，加速度大小相等C相互排斥，电流大的加速度大 D相互排斥，加速度大小相等解析：两个圆形线圈，电流同向，根据同向电流相互吸引，异向电流相互排斥，知两线圈相互吸引因为线圈 1 对线圈 2 的力和线圈 2 对线圈 1
4、的力大小相等，方向相反，根据牛顿第二定律知，加速度大小相等故 B 正确，A、C、D 错误故选 B.二、不定项选择题(每小题 6 分，满分 30 分在每小题给出的四个选项中，有一个或多个选项符合题目要求，全部选对得 6 分，选不全得 3 分，有选错或不答的得 0 分)5电子以初速度 v0垂直进入磁感应强度为 B 的匀强磁场中，则 (ABCD)A磁场对电子的作用力大小始终不变 B磁场对电子的作用力始终不做功C电子的动量大小始终不变 D电子的动能始终不变 解析：电子在磁场中只受洛伦兹力作用，而洛伦兹力只改变电子的速度方向，不改变速度大小，所以 B、D 正确6一束几种不同的正离子，垂直射入有正交的匀强
5、磁场和匀强电场区域里，离子束保持原运动方向未发生偏转，接着进入另一匀强磁场，发现这些离子分成几束，如图所示对这些正离子，可得出结论(AD)A它们的速度一定相同 B它们的电量一定各不相同C它们的质量一定各不相同 D它们的比荷一定各不相同解析：在电磁场中，正离子受到的洛伦兹力 F 洛 与电场力 F 电 相等，从而做直线运动，有 Eq qvB1， v ，即所有正离子速度都相同，当正离子进入磁场 B2中时， r ，正EB1 mvqB2离子分成几束，则 r 不同，比荷一定各不相同，A、D 正确7图为一质子以速度 v 穿过互相垂直的电场和磁场区域而没有发生偏转，不计重力则(BD)A若电子以相同速度 v 射
6、入该区域，将会发生偏转B无论何种带电粒子，只要以相同速度射入都不会发生偏转C若质子的速度 v v，它将向下偏转而做类平抛运动D若质子的速度 v v，它将向上偏转，其运动轨迹既不是圆弧也不是抛物线解析：AB.质子穿过相互垂直的电场和磁场区域而没有偏转，说明了它受的电场力和洛伦兹力是一对平衡力，有： qvB qE，与带电性质无关，所以只要以相同的速度射入该区域都不会发生偏转故 A 错误，B 正确；C若质子的入射速度 v v，质子所受的洛伦兹力小于电场力，将向下偏转，洛伦兹力对粒子不做功，电场力做正功，存在洛伦兹力，所以不是类平抛运动故 C 错误；D质子的入射速度 v v，它所受到的洛伦兹力大于电场
7、力由于质子所受到的洛伦兹力方向向上，故质子就向上偏转由于质子所受的电场力是一恒力，而洛伦兹力是一变力，故其轨迹既不是圆弧也不是抛物线，故 D 正确故选：B、D.8如图所示，在竖直向上的匀强磁场中，水平放置着一根长直流导线，电流方向指向读者， a、 b、 c、 d 是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中(BCD)A a、 b 两点磁感应强度相同 B a 点磁感应强度最小C c、 d 两点磁感应强度大小相等 D b 点磁感应强度最大解析：根据安培定则，直线电流的磁感应强度如图所示：根据平行四边形定则， a、 b、 c、 d 各个点的磁场情况如图所示：显然， c 点与 d 点合磁感应强度相等
8、； a 点磁感应强度为两点之差的绝对值，最小； b点磁感应强度等于两个磁感应强度的代数和，最大；故选 B、C、D.9(2014佛山模拟)圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子 a、 b、 c，以不同的速率沿着 AO 方向对准圆心 O 射入磁场，其运动轨迹如图所示若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是(C)A a 粒子速率最大 B c 粒子速率最小C a 粒子在磁场中运动的时间最长 D它们做圆周运动的周期 TaTbTc解析：由于三个带电粒子的质量、电荷量均相同，在同一个磁场中，根据 qvB m ，v2r可得 v ，故轨道半径越大时，速度越大，选项 A 错误、选
9、项 B 错误；由于 T 及qBrm 2 mqBt T 可知，三个粒子运动的周期相同， a 在磁场中运动的偏转角最大，对应时间最长，2选项 C 正确、选项 D 错误三、非选择题(本大题共 2 小题，共 54 分按题目要求作答解答题应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)10(27 分)如图所示， 光滑的 U 形导电轨道与水平面的夹角为 ， 空间有一范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场，一质量为 m 的光滑裸导体棒 ab 恰能静止在导轨上，试确定图中电池的正负极并求导体中的电流所受磁场力的大小(当地的重力加速度为 g)解析：导体
10、棒的受力如图所示，根据左手定则，知电流的方向由 a 到 b，所以只有当d 为正极， c 为负极时 ab 棒才可能静止，由平衡条件可得 F 磁 mgtan .答案：电池 d 为正极，所受的磁场力大小为 mgtan .11(27 分)如图所示，在 x 轴的上方( y0 的空间内)存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为 B 的匀强磁场，一个不计重力的带正电粒子从坐标原点 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 45角，若粒子的质量为 m，电量为 q，求：(1)该粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径；(2)粒子在磁场中运动的时间解析：(1)粒子垂直进入磁场，由洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律得： qvB m， R .v2R mvqB(2)粒子圆周运动的周期 T ，根据圆的对称性可知，粒子进入磁场时速度2 Rv 2 mqB与 x 轴的夹角为 45角，穿出磁场时，与 x 轴的夹角仍为 45角，根据左手定则可知，粒子沿逆时针方向旋转，则速度的偏向角为 270角，轨道的圆心角也为 270.故粒子在磁场中运动的时间 t T T .270360 34 3 m2qB答案：(1) (2)mvqB 3 m2qB
