1、第三章综合能力测试本卷分第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分满分100分,时间90分钟第卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题,每小题4分,共40分,在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项符合题目要求,有些小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)1(2011绥化高二检测)如果一个带电粒子匀速进入一个磁场,除磁场力外不受其他任何力的作用,则带电粒子在磁场中可能做()A匀速运动 B平抛运动C匀加速直线运动 D变速曲线运动2(济南模拟)如图所示,质量为m的回形针系在细线下端被磁铁吸引保持静止,此时细线与竖直方向的夹角为,则下列说法正确的是()
2、A回形针静止时受到的磁铁对它的磁力大小为mgtanB回形针静止时受到的细线的拉力大小为mgcosC现用点燃的火柴对回形针加热,过一会发现回形针不被磁铁吸引了,原因是回形针加热后,分子电流排列无序了D现用点燃的火柴对回形针加热,过一会发现回形针不被磁铁吸引了,原因是回形针加热后,分子电流消失了3(2011乌鲁木齐一中高二期末)如图所示,条形磁铁放在水平地面上,两个完全相同的线圈a和b在等高处水平放置,a线圈在N极的正上方,b线圈位于磁铁的正中央,关于穿过a、b线圈的磁通量a和b,下列判断正确的是()Aab BabCavNC小球第一次到达M点的时间大于小球第一次到达N点的时间D在磁场中小球能到达轨
3、道的另一端,在电场中小球不能到达轨道的另一端10.长为L的水平极板间,有垂直纸面向里的匀强磁场,如图所示,磁感应强度为B,板间距离为L,板不带电现在质量为m、电量为q的正电粒子(不计重力),从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场,欲使粒子不打在极板上,可采用的方法是()A使粒子的速度vBqL/4mC使粒子的速度v5BqL/4mD使粒子的速度BqL/4mvvN,同理,电场中的小球不能到达轨道的另一端故A错,B、D对整个过程的平均速度MN,所以时间tMtN,C错10答案:AC解析:要使粒子不打在板上,那么粒子经过磁场后,可在板的右边或者左边穿出磁场,依据题意,粒子打在板上的临界状态,如图
4、所示,即从板左边B点或者右边A点穿出磁场根据几何关系,有:r1rL2(r2)2得r2L,根据r,则v1,v2那么欲使粒子不打到极板上,v5BqL/4m11答案:4.5N垂直于导线斜向上2.7N垂直于纸面向里3.6N垂直于纸面向里解析:图甲中导线与磁场垂直,F1ILB10.315N4.5N,由左手定则可知,安培力方向垂直于导线斜向上;图乙中导线与磁场的夹角为37,F2ILBsin374.50.6N2.7N,由左手定则可知安培力垂直于纸面向里;图丙中磁场方向与导线成903753,F3ILBsin534.50.8N3.6N,由左手定则可知安培力垂直于纸面向里12答案:解析:(1)电子在磁场中运动,只
5、受洛伦兹力作用,故其轨迹是圆弧的一部分,又因为F洛v,故圆心在电子穿入和穿出磁场时受到的洛伦兹力指向的交点上,如图中的O点由几何知识可知,所对的圆心角30,OB为半径r.则r2d,又因为r,得m(2)由于所对应的圆心角为30,因此穿过的时间tT又因为T,故t13答案:1解析:要使物体匀速通过磁场区域必须满足条件mgqvBvm/s2m/s物块进入磁场前的加速度a2m/s2x1m14答案:甲、乙解法都不正确3.33A解析:甲同学的错误原因:认为物体速度为零时,一定处于平衡位置,或者认为偏角最大时为平衡位置乙同学的错误原因:将安培力表达式误写为F安BIlsin37,应为:F安BIl.正确的解法如下:
6、铜棒向外偏转过程中F安做功:WFFx1BIllsin37重力做功:WGmgx2mgl(1cos37)由动能定理得:WFWG0代入数据解得:IA3.33A.15答案:(1)负电(2)12(3)21解析:(1)根据粒子的运动轨迹,用左手定则可判断出粒子带负电(2)由几何知识可知,从b孔射出的粒子轨迹半径r1是正方形边长的一半,圆心在ab的中点;从c孔射出的粒子半径r2等于正方形的边长,圆心在b点,即r22r1.再由洛伦兹力提供向心力qvBm,得v1v212.(3)粒子在磁场中的运动轨迹分别有半圆和四分之一圆,运动时间t1,t2,其中周期T,故t1t221.16答案:1.761011C/kg解析:只加磁场时,电子仅受洛伦兹力作用做匀速圆周运动,轨道半径设为r,由牛顿第二定律知qvB,比荷为加上电场E以后,使偏转的电子束回到原来的直线上,是因为电子受到的电场力Eq和洛伦兹力qvB平衡,因此有EqqvB由式得:C/kg1.761011C/kg.17答案:EB解析:设带电粒子经电压为U的电场加速后获得速度为v,qUmv2 带电粒子进入磁场后,洛仑兹力提供向心力,由牛顿第二定律:qBv 依题意可知:rd 联立可解得:B 带电粒子在电场中偏转,做类平抛运动,设经时间t从P点到达C点,由dvt d t2 联立可解得:E