2017-2017学年粤教版高中物理选修3-1：章末质量评估(三)

一、选择题

1. 难度：简单

下列四个实验现象中，不能表明电流能产生磁场的是(　　)

A. 甲图中，导线通电后磁针发生偏转

B. 乙图中，通电导线在磁场中受到力的作用

C. 丙图中，当电流方向相同时，导线相互靠近

D. 丁图中，当电流方向相反时，导线相互远离

2. 难度：简单

如图所示，E、F分别表示蓄电池两极，P、Q分别表示螺线管两端．当闭合开关时，发现小磁针N极偏向螺线管Q端．下列判断正确的是（ ）

A. F为蓄电池正极    B. 螺线管P端为S极

C. 流过电阻R的电流方向向下    D. 管内磁场方向由Q指向P

3. 难度：中等

如图所示，有一根直导线上通以恒定电流I，方向垂直指向纸内，且和匀强磁场B垂直，则在图中圆周上，磁感应强度数值最大的点是（   ）

A. a点    B. b点    C. c点    D. d点

4. 难度：中等

下列四幅图关于各物理量方向间的关系中，正确的是(　　)

A.     B.     C.     D.

5. 难度：中等

如图3－4－25所示，在倾角为α的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L、质量为m的直导体棒，在导体棒中的电流I垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，下列外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向正确的是( )

图3－4－25

A. ，方向垂直斜面向上

B. ，方向垂直斜面向下

C. ，方向垂直斜面向下

D. ，方向垂直斜面向上

6. 难度：中等

如图所示，在光滑水平面上放根固定的通电直导线，并在它旁边与它在同一水平面内放一通电矩形导线框，则导线框的运动情况是(　　)

A. 线框静止    B. 线框向右匀速运动

C. 线框向左匀速运动    D. 线框向右加速运动

7. 难度：中等

带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动轨迹，如图是在有匀强磁场的云室中观察到的粒子的轨迹，a和b是轨迹上的两点，匀强磁场B垂直纸面向里．该粒子在运动时，其质量和电荷量不变，而动能逐渐减少．下列说法正确的是(　　)

A. 粒子先经过a点，再经过b点

B. 粒子先经过b点，再经过a点

C. 粒子可以带正电也可以带负电

D. 粒子带正电

8. 难度：中等

环形对撞机是研究高能粒子的重要装置．正、负离子由静止经过电压为U的直线加速器加速后，沿圆环切线方向注人对撞机的真空环状空腔内，空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B，两种带电粒子将被局限在环状空腔内，沿相反方向做半径相等的匀速圆周运动，从而在碰撞区迎面相撞，为维持带电粒子在环状空腔中的匀速圆周运动，下列说法正确的是

A. 对于给定的加速电压，带电粒子的比荷越大，磁感应强度B越大

B. 对于给定的加速电压，带电粒子的比荷越大，磁感应强度B越小

C. 对于给定的带电粒子，加速电压U越大，粒子运动的周期越大

D. 对于给定的带电粒子，不管加速电压U多大，粒子运动的周期都不变

9. 难度：中等

回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示，它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近，分别和高频交流电源相连接，在两盒间的窄缝中形成交变电场，使带电粒子每次通过窄缝都得到加速。两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，通过两盒间的窄缝时反复被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出，如果用同一回旋加速器分别加速氚核（H）和粒子（He），比较它们所加的高频交流电源的周期和获得的最大动能的大小，可知

A. 加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能较小

B. 加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能也较大

C. 加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能也较小

D. 加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能较大

10. 难度：困难

如图，某带电粒子由静止开始经电压为 U 的电场加速后，射入水平放置、电势差为 U′的两导体板间的匀强电场中，带电粒子沿平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁感线方向射入边界线竖直的匀强磁场中，则粒子进入磁场和射出磁场的 M， N 两点间的距离 d 随着 U 和 U′的变化情况为（不计重力，不考虑边缘效应）

A. d 随 U 变化， d 随 U′变化

B. d 随 U 变化， d 与 U′无关

C. d 与 U 无关， d 与 U′无关

D. d 与 U 无关， d 随 U′变化

11. 难度：中等

如图所示是用电子射线管演示带电粒子在磁场中受洛仑兹力的实验装置图，图中虚线是带电粒子的运动轨迹，那么下列关于此装置的说法正确的是：

A. A端接的是高压直流电源的正极    B. A端接的是高压直流电源的负极

C. C端是蹄形磁铁的N极    D. C端是蹄形磁铁的S极

12. 难度：简单

如图所示，竖直向下的匀强磁场穿过光滑的绝缘水平面，平面上一个钉子O固定一根细线，细线的另一端系一带电小球，小球在光滑水平面内绕O做匀速圆周运动.在某时刻细线断开，小球仍然在匀强磁场中做匀速圆周运动，下列说法一定错误的是:

A. 速率变小，半径变小，周期不变

B. 速率不变，半径不变，周期不变

C. 速率变小，半径变大，周期变大

D. 速率不变，半径变小，周期变小

13. 难度：困难

如图所示，两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的M、N两小孔中， O为M、N连线中点，连线上a、b两点关于O点对称。导线均通有大小相等、方向向上的电流。已知长直导线在周围产生的磁场的磁感应强度，式中k是常数、I是导线中电流、r为点到导线的距离。一带正电的小球

以初速度v₀从a点出发沿连线运动到b点。关于上述过程，下列说法正确的是（ ）

A. 小球先做加速运动后做减速运动

B. 小球一直做匀速直线运动

C. 小球对桌面的压力先减小后增大

D. 小球对桌面的压力一直在增大

14. 难度：中等

用相同金属材料制成的两根粗细均匀的电阻丝，质量分别为m₁、m₂，横截面积分别为S₁、S₂．若电阻丝两端加相同的电压，垂直于磁场方向放入同一匀强磁场中，两电阻丝所受的安培力F₁、F₂的大小关系为（ ）

A. 若m₁＞m₂，S₁=S₂，则F₁＞F₂

B. 若m₁＜m₂，S₁=S₂，则F₁=F₂

C. 若m₁=m₂，S₁＞S₂，则F₁=F₂

D. 若m₁=m₂，S₁＜S₂，则F₁＜F₂

二、简答题

15. 难度：中等

最近研制出一种可以投入使用的电磁轨道炮，其原理如图所示．炮弹(可视为长方形导体)置于两固定的平行导轨之间，并与轨道壁密接．开始时炮弹静止在轨道的一端，通以电流后炮弹会被磁力加速，最后从位于导轨另一端的出口高速射出．设两导轨之间的距离d＝0.10 m，导轨长L＝5.0 m，炮弹质量m＝0.30 kg.导轨上的电流I的方向如图中箭头所示．可认为，炮弹在轨道内运动时，它所在处磁场的磁感应强度始终为B＝2.0 T，方向垂直于纸面向里．若炮弹出口速度为v＝2.0×10³ m/s，忽略摩擦力与重力的影响以及发射过程中电流产生的焦耳热，试求：

(1)通过导轨的电流I；

(2)发射过程中电源的最大输出功率P.

16. 难度：中等

如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一长方体形的厚度为d、左右侧面的表面积为S的绝缘容器，容器内装满密度为ρ的导电液体，容器两侧面中心处连有两竖直放置的玻璃管T₁和T₂，容器的上、下两个面均是用不能和导电液体发生化学反应的铂金制成的极板A、K，并与开关S、电动势为E的无内阻电源相接组成电路，容器的两侧面均和磁感线方向平行．当合上开关S后，发现两玻璃管中导电液体液面的高度差为h.

(1)判断两个玻璃管T₁和T₂液面哪个高，简要说明理由；

(2)求导电液体的电阻R.

17. 难度：中等

电子(e，m)以速度v₀与x轴成30°角垂直射入磁感强度为B的匀强磁场中，经一段时间后，打在x轴上的P点，如图所示，求：P点到O点的距离是多大？电子由O点运动到P点所用的时间是多大？

18. 难度：中等

如图所示为质谱仪的原理图，A为粒子加速器，电压为U₁；B为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为B₁，板间距离为d；C为偏转分离器，磁感应强度为B₂．今有一质量为m、电量为q的正离子经加速后，恰好通过速度选择器，进入分离器后做半径为R的匀速圆周运动，求：

（1）粒子的速度v

（2）速度选择器的电压U₂

（3）粒子在B₂磁场中做匀速圆周运动的半径R．