物理學(xué)科高二寒假作業(yè)5作業(yè)范圍∶選修3-1第三章磁場(chǎng)時(shí)間∶60分鐘分值∶100分第Ⅰ卷一、選擇題（本題共10小題，每小題7分，共70分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的題題只有一項(xiàng)符合題目要求，有的題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得7分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分）題號(hào)12345678910答案1、關(guān)于磁場(chǎng)和磁感線的描述，正確的說法是（）A、磁感線從磁體的N極出發(fā)，終止于S極，磁場(chǎng)中任意兩條磁感線有可能相交；B、磁場(chǎng)的方向就是通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中某點(diǎn)受磁場(chǎng)作用力的方向；C、沿磁感線方向，磁場(chǎng)逐漸減弱，鐵屑在磁場(chǎng)中的分布所形成的曲線就是實(shí)際存在的磁感線；D、在磁場(chǎng)強(qiáng)的地方同一通電導(dǎo)體受的磁場(chǎng)力可能比在磁場(chǎng)弱的地方受的磁場(chǎng)力小。【來源】【百強(qiáng)校】2023學(xué)年廣西陸川縣中學(xué)高二9月考物理試卷解析∶磁感線在外部由N極指向S極，而在內(nèi)部由S極指向N極，故A錯(cuò)誤通電導(dǎo)體的受力方向與磁場(chǎng)方向相互垂直，故B錯(cuò)誤；磁感線是人為的虛擬線，并不存在，故C錯(cuò)誤；磁場(chǎng)力由磁感應(yīng)強(qiáng)度、電流大小及兩者之間的夾角共同決定，當(dāng)夾角為零時(shí)，磁場(chǎng)力即可以為零，故同一條通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)強(qiáng)度大的地方所受安培力可能小于在磁場(chǎng)強(qiáng)度小的地方所受的安培力，故D正確；故選D。答案∶D。題型∶選擇題。難度∶容易。2、某導(dǎo)線AB周圍出現(xiàn)了如圖1所示的一組閉合的磁感線，則AB中的電流可能是（）A、沿AB方向；B、沿AB方向與BA方向都有可能；C、沿BA方向；D、不可能產(chǎn)如圖1所示的磁場(chǎng)。【來源】2023屆湖北省大冶市第一中學(xué)高三8月考物理試卷解析∶根據(jù)通電直導(dǎo)線的安培定則∶用右手握住通電直導(dǎo)線，讓大拇指指向電流的方向，那么四指的指向就是磁感線的環(huán)繞方向。所以電流方向是沿AB方向，故選A。答案∶A。題型∶選擇題。難度∶容易。3、如圖2所示為電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感線分布圖，正確的圖是（）A、①；B、②；C、③；D、④。【來源】【百強(qiáng)校】2023屆河北省定州中學(xué)高三高補(bǔ)班上周練物理試卷圖1圖2圖3解析∶電流方向向上，由右手螺旋定則可得磁場(chǎng)為逆時(shí)針（從上向下看），故A正確；電流方向向下，由右手螺旋定則可得磁場(chǎng)為順時(shí)針（從上向下看），故B錯(cuò)誤；C圖中電流為環(huán)形電流，由右手螺旋定則可知，內(nèi)部磁場(chǎng)向右，故C錯(cuò)誤；D圖中根據(jù)圖示電流方向，由右手螺旋定則可知，內(nèi)部磁場(chǎng)線方向向右，，故D正確，故選AD。答案∶AD。考點(diǎn)∶右手螺旋定則。題型∶多選題。難度∶容易。4、如圖3所示，在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，水平放置著一根長直導(dǎo)線，電流方向垂直紙面向外，a、b、c、d是以直導(dǎo)線為圓心的同一圓周上的四點(diǎn)，在這四點(diǎn)中（）A、a、b兩點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度相同；B、c、d兩點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度相等；C、a點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度最大；D、b點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度最大。【來源】【百強(qiáng)校】2023學(xué)年黑龍江省大慶中學(xué)高二上學(xué)期期末物理試卷解析∶根據(jù)安培定則，直線電流的磁感應(yīng)強(qiáng)度如答圖1所示。根據(jù)平行四邊形定則，a、b、c、d各個(gè)點(diǎn)的磁場(chǎng)情況如答圖所示；顯然c點(diǎn)與d點(diǎn)合磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向不同；a點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度為兩點(diǎn)之差的絕對(duì)值，最小；b點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度等于兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度的代數(shù)和，最大，故選D。答案∶D。題型∶選擇題。難度∶較易。5、如圖4所示，在傾角為α的光滑固定斜面上，垂直紙面放置一根長為L，質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒。在導(dǎo)體棒中的電流I垂直紙面向里時(shí)，欲使導(dǎo)體棒靜止在斜面上，下列外加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向正確是（）A、方向垂直斜面向上；B、方向垂直斜面向下；C、方向垂直斜面向上；D、方向豎直向下。【來源】【百強(qiáng)校】2023學(xué)年黑龍江牡丹江第一高中高二文9月考物理卷答圖1圖4圖5解析∶外加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向垂直斜面向上，則沿斜面向上的安培力、支持力與重力，處于平衡狀態(tài)，則大小，故A正確，C錯(cuò)誤；外加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向垂直斜面向下，則沿斜面向下的安培力、支持力與重力，所以棒不可能處于平衡狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；外加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向垂直豎直向下，則沿水平向左的安培力、支持力與重力，所以棒不可能處于平衡狀態(tài)，故D錯(cuò)誤。答案∶A。題型∶選擇題。難度∶較易。6、根據(jù)磁場(chǎng)對(duì)電流會(huì)產(chǎn)生作用力的原理，人們研制出一種新型的發(fā)射炮彈的裝置----電磁炮，其原理如圖5所示，把待發(fā)炮彈（導(dǎo)體）放置在強(qiáng)磁場(chǎng)中的兩平行導(dǎo)軌上，給導(dǎo)軌通以大電流，使炮彈作為一個(gè)通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)作用下沿導(dǎo)軌加速運(yùn)動(dòng)，并以某一速度發(fā)射出去，現(xiàn)要提高電磁炮的發(fā)射速度，你認(rèn)為下列方案在理論上可行的是（）A、減小電流I的值；B、增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B的值；C、減小磁感應(yīng)強(qiáng)度B的值；D、改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向，使之與炮彈前進(jìn)方向平行。【來源】【百強(qiáng)校】2023學(xué)年河北省冀州中學(xué)高二上第三次月考物理試卷解析∶炮彈之所以會(huì)被加速，是因?yàn)榕趶検艿桨才嗔ψ饔茫鶕?jù)動(dòng)能定理，F(xiàn)=NIL，故，其中B為磁感應(yīng)強(qiáng)度，I為電流強(qiáng)度，L為平行導(dǎo)軌寬度，s為導(dǎo)軌長度，要增大V，則需要增大I，或B，AC錯(cuò)誤B正確；改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向，使之與炮彈前進(jìn)方向平行，安培力減小為零，D錯(cuò)誤。答案∶B。題型∶選擇題。難度∶一般。7、如圖6所示，將一陰極射線管置于一通電螺線管的正上方且在同一水平面內(nèi)，則陰極射線將（）A、向里偏轉(zhuǎn)；B、向外偏轉(zhuǎn)；C、向上偏轉(zhuǎn)；D、向下偏轉(zhuǎn)。【來源】【百強(qiáng)校】2023學(xué)年浙江省溫州中學(xué)高二10月月考物理試卷解析∶根據(jù)右手螺旋定則，螺線管內(nèi)部的磁場(chǎng)方向向下，根據(jù)左手定則知，電子所需的洛倫茲力方向垂直紙面向外，則陰極射線管中的電子束將向紙面外偏轉(zhuǎn)，故ACD錯(cuò)誤，B正確。答案∶B。題型∶選擇題。難度∶較易。8、如圖7所示，有一個(gè)正方形的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域abcd，e是ad的中點(diǎn)，f是cd的中點(diǎn)，如果在a點(diǎn)沿對(duì)角線方向以速度V射入一帶負(fù)電的粒子，最后粒子恰好從e點(diǎn)射出，則（）A、如果粒子的速度增大為原來的二倍，將從d點(diǎn)射出；B、如果粒子的速度增大為原來的二倍，將從f點(diǎn)射出；C、如果粒子的速度不變，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼亩叮矊膁點(diǎn)射出；D、只改變粒子的速度使其分別從e、d、f點(diǎn)射出時(shí)，從e點(diǎn)射出所用時(shí)間最短。【來源】【百強(qiáng)校】2023屆吉林省長春市普通高中高三質(zhì)量檢測(cè)一物理試卷圖6圖7答圖2圖8解析∶如答圖1所示，根據(jù)幾何關(guān)系可以看出，當(dāng)粒子從d點(diǎn)射出時(shí)，軌道半徑增大為原來的二倍，由半徑可知，速度也增大為原來的二倍，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤；由粒子的周期，可見粒子的周期與速度無關(guān)，在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間取決于其軌跡圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角，所以從e、d射出時(shí)所用時(shí)間相等，從f點(diǎn)射出時(shí)所用時(shí)間最短，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選A、答案∶A。題型∶選擇題。難度∶較難。9、磁流體發(fā)電機(jī)，又叫等離子體發(fā)電機(jī)，圖8中的燃燒室在3000K的高溫下將氣體全部電離為電子和正離子，即高溫等離子體、高溫等離子體經(jīng)噴管提速后以1000m/s進(jìn)人矩形發(fā)電通道、發(fā)電通道有垂直于噴射速度方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=6T。等離子體發(fā)生偏轉(zhuǎn)，在兩極間形成電勢(shì)差、已知發(fā)電通道長a=50cm，寬b=20cm，高d=20cm，等離子體的電阻率ρ=2Ω·m。則以下判斷中正確的是（）A、發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)為1200V；B、因正離子帶電量未知，故發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)不能確定；C、當(dāng)外接電阻為8Ω時(shí)，發(fā)電機(jī)的效率最高；D、當(dāng)外接電阻為4Ω時(shí)，發(fā)電機(jī)輸出功率最大。【來源】【百強(qiáng)校】2023屆吉林省長春市普通高中高三質(zhì)量檢測(cè)一物理試卷解析∶由等離子體所受的電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡得∶，則得發(fā)動(dòng)機(jī)的電動(dòng)勢(shì)為E=U=BdV=1200V，選項(xiàng)A正確；發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)與高速等離子體的電荷量無關(guān)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；發(fā)電機(jī)的內(nèi)阻為；發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為，可知外電阻越大，效率越高，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)電源的內(nèi)外電阻相等時(shí)輸出功率最大，此時(shí)外電阻為R=r=4Ω，故選項(xiàng)D正確；故選AD。答案∶AD。題型∶多選題。難度∶較難。10、如圖9所示，a、b為豎直正對(duì)放置的平行金屬板構(gòu)成的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，其中a板帶正電，兩板間的電壓為U，在金屬板下方存在一有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的上邊界為與兩金屬板下端重合的水平面PQ，PQ下方的磁場(chǎng)范圍足夠大，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，一比荷為帶正電粒子以速度為V0從兩板中間位置與a、b平等方向射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，不計(jì)粒子重力，粒子通過偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后從PQ邊界上的M點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后又從PQ邊界上的N點(diǎn)射出磁場(chǎng)，設(shè)M、N兩點(diǎn)距離為x（M、N點(diǎn)圖中未畫出）。則以下說法中正確的是（）A、只減小磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小，則x減小；B、只增大初速度V0的大小，則x減小；C、只減小偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電壓U的大小，則x不變；D、只減小為帶電粒子的比荷大小，則x不變。【來源】【百強(qiáng)校】2023屆河北省定州中學(xué)高三上學(xué)期第二次月考物理試卷圖9圖10甲圖11乙解析∶粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由半徑公式可知，因減小磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小，導(dǎo)致半徑增大，則x也增大，故A錯(cuò)誤；重大初速度V0的大小，則導(dǎo)致進(jìn)入磁場(chǎng)的速度增大，由半徑公式可知，導(dǎo)致半徑增大，則x也增大，故B錯(cuò)誤；減小偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電壓U的大小，設(shè)速度與磁場(chǎng)邊界的夾角為θ，則由半徑公式，結(jié)合幾何關(guān)系可得，則會(huì)導(dǎo)致x不變，故C正確；若減小為帶電粒子的比荷大小，由半徑公式可知，則會(huì)導(dǎo)致半徑增大，則x也增大，故D錯(cuò)誤；故選C。答案∶C。題型∶選擇題。難度∶較難。第Ⅱ卷二、非選擇題。（本卷共2小題，每小題15分，共30分。)11、如圖10所示，兩平行導(dǎo)軌處于同一水平面內(nèi)，兩導(dǎo)軌間的距離L=，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向上，質(zhì)量為m1=1kg的導(dǎo)體棒ab置于導(dǎo)軌上且與導(dǎo)軌垂直，將質(zhì)量為m2=的物塊用細(xì)線通過光滑的定滑輪系在ab上，滑輪與ab之間的細(xì)線是水平的、而且與ab垂直，ab棒與導(dǎo)軌間的最大靜摩擦力fmax=2N，電源的電動(dòng)勢(shì)E=10V、內(nèi)阻r=Ω，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，ab棒的電阻也不計(jì)，ab棒全部處于上述磁場(chǎng)中。（g取10m/s2，導(dǎo)軌足夠長，磁場(chǎng)區(qū)域足夠大，細(xì)線的水平部分足夠長，m2距其下方的其他物體足夠遠(yuǎn)，滑動(dòng)摩擦力與最大靜摩擦力等大）（1）若將R調(diào)到Ω，m2勻速下落時(shí)速度為多大？（2）為了使ab棒保持靜止?fàn)顟B(tài)，滑動(dòng)變阻器R的取值范圍應(yīng)當(dāng)怎樣？【來源】2023學(xué)年湖南省五市十校教研教改共同體高二下期末物理試卷解析∶（1）當(dāng)物體勻速下落時(shí)滿足∶BIL+f=m2g，而，Eˊ=BLV，解得V=10m/s。（2）由平衡知識(shí)可知∶BImaxL=fmax+m2g，而Imax=（r+Rmax），BIminL=m2g-fmin，而，聯(lián)立解得∶Ω≤R≤Ω。答∶（1）m2勻速下落時(shí)速度為10m/s；（2）滑動(dòng)變阻器R的取值范圍為Ω≤R≤Ω。題型∶計(jì)算題。難度∶一般。12、如圖11甲所示，O為加速電場(chǎng)上極板的中央，下極板中心有一小孔Oˊ，O與Oˊ在同一豎直線上。空間分布著有理想邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其邊界MN、PQ（加速電場(chǎng)的下極板與邊界MN重合）將勻強(qiáng)磁場(chǎng)分為Ⅰ、Ⅱ兩個(gè)區(qū)域，Ⅰ區(qū)域高度為d，Ⅱ區(qū)域的高度足夠大，兩個(gè)區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向如圖。一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子從O點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)加速后通過小孔Oˊ，垂直進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ區(qū)，設(shè)加速電場(chǎng)兩極板間的電壓為U，不計(jì)粒子的重力。（1）求粒子進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ區(qū)時(shí)的速度大小；（2）若粒子運(yùn)動(dòng)一定時(shí)間后恰能回到O點(diǎn)，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；（3）若將加速電場(chǎng)兩極板間的電壓提高到3U，為使帶電粒子運(yùn)動(dòng)一定時(shí)間后仍能回到O點(diǎn)，需將磁場(chǎng)Ⅱ向下移動(dòng)一定距離，（如圖11乙所示），求磁場(chǎng)Ⅱ向下移動(dòng)的距離y及粒子從Oˊ點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ到第一次回到Oˊ點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t。【來源】【百強(qiáng)校】2023屆江西省吉安