高中人教版 (2019)5 能量量子化课时作业

第1~5节综合拔高练

五年选考练

考点1　安培定则的应用

1.(2016上海单科,8,2分,)如图,一束电子沿z轴正向流动,则在图中y轴上A点的磁场方向是(　　)

A.+x方向　　B.-x方向　　C.+y方向　　D.-y方向

2.(2018浙江选考,12,3分,)在城市建设施工中,经常需要确定地下金属管线的位置,如图所示。有一种探测方法是,首先给金属长直管线通上电流,再用可以测量磁场强弱、方向的仪器进行以下操作:①用测量仪在金属管线附近的水平地面上找到磁场最强的某点,记为a;②在a点附近的地面上,找到与a点磁感应强度相同的若干点,将这些点连成直线EF;③在地面上过a点垂直于EF的直线上,找到磁场方向与地面夹角为45°的b、c两点,测得b、c两点距离为L。由此可确定金属管线　　(　　)

A.平行于EF,深度为 B.平行于EF,深度为L

C.垂直于EF,深度为 D.垂直于EF,深度为L

考点2　磁场的叠加

3.(2018课标Ⅱ,20,6分,)(多选)如图,纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2,L1中的电流方向向左,L2中的电流方向向上;L1的正上方有a、b两点,它们相对于L2对称。整个系统处于匀强外磁场中,外磁场的磁感应强度大小为B0,方向垂直于纸面向外。已知a、b两点的磁感应强度大小分别为B0和B0,方向也垂直于纸面向外。则(　　)

A.流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0

B.流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0

C.流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0

D.流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0

考点3　磁通量

4.(2017江苏单科,1,3分,)如图所示,两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r。圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合,则穿过a、b两线圈的磁通量之比为(　　)

A.1∶1 B.1∶2

C.1∶4 D.4∶1

考点4　电磁波及其应用

5.(2016天津理综,1,6分,)我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星,它标志着我国雷达研究又创新的里程碑。米波雷达发射无线电波的波长

在1~10 m范围内,则对该无线电波的判断正确的是(　　)

A.米波的频率比厘米波频率高

B.和机械波一样须靠介质传播

C.同光波一样会发生反射现象

D.不可能产生干涉和衍射现象

考点5　能量量子化

6.(2017北京理综,18,6分,)2017年年初,我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置,发出了波长在100 nm(1 nm=10-9 m)附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲。大连光源因其光子的能量大、密度高,可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用。

一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子,但又不会把分子打碎。据此判断,能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量h=6.6×10-34 J·s,真空光速c=3×108 m/s)(　　)

A.10-21 J B.10-18 J 

C.10-15 J D.10-12 J

三年模拟练

应用实践

1.(2020江苏大丰新丰中学高二期末,)(多选)当导线中分别通以图示方向的电流时,小磁针静止时N极垂直纸面向里的是(　　)

2.(2020湖南师大附中高二上期末,)磁子午线是地球磁场N极与S极在地球表面的连线,假设地球磁场是由地球的环形电流引起的,则该假设中的电流方向是　(　　)

A.由东向西垂直于磁子午线

B.由西向东垂直于磁子午线

C.由南向北沿磁子午线

D.由北向南沿磁子午线

3.(2020湖南师大附中高二期末,)如图所示为某种用来束缚原子的磁场的磁感线分布情况,以O点(图中白点)为坐标原点,沿z轴正方向磁感应强度B的大小变化情况最有可能是(　　)

4.(2020湖南衡阳高二期末,)在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中,两长直导线P和Q平行于纸面固定放置。在两导线中通有图示方向大小相等的电流I时,纸面内与两导线等间距的a点处的磁感应强度为零。下列说法正确的是(　　)

A.匀强磁场方向垂直于纸面向里

B.将导线Q撤去,a点磁感应强度为1.5B0

C.将导线P撤去,a点磁感应强度为0.5B0

D.使导线Q中电流反向,a点磁感应强度为2B0

5.(2020安徽界首高二期末,)已知直导线中电流在周围空间产生的磁感应强度大小为B=k,k为常量,I为电流大小,r为到导线的距离。b、c、d三根长通电直导线垂直于纸面放置,电流方向如图所示,ac垂直于bd且ab=ad=ac,b、c、d三根导线中电流大小分别为I、I、2I。已知导线c在a点产生的磁感应强度大小为B,则a点处的合磁感应强度大小为(　　)

A.B B.3B

C.2B D.B

迁移创新

6.(2019山东日照莒县一中高二上期中改编,)磁场具有能量,磁场中单位体积内所具有的磁场能量叫作磁场的能量密度,其表达式为ω=,式中B为磁感应强度,在空气中μ为一常量,一个学生根据能量守恒的思想来测量一条形磁铁N极端面附近的磁感应强度B的大小,他用一块面积与磁铁端面面积相等的铁片吸在磁铁上,然后用力将铁片与磁铁缓慢拉开一段微小距离Δx,如图所示,他测出磁铁端面的面积为S,用力传感器测得拉力F的大小,已知拉力F做的功等于间隙中磁场的能量,求条形磁铁N极端面附近磁感应强度B的大小。

答案全解全析

第1~5节综合拔高练

五年选考练

1.A　据题意,电子流沿z轴正向流动,电流方向沿z轴负向,由安培定则可以判断y轴上A点的磁场方向向外,即沿x轴正向,则选项A正确。

2.A　根据题意作出垂直于导线方向的某一截面图,如图所示,点a为水平地面距离管线最近的点即磁场最强的点,同一水平地面相距L的b、c两点磁场方向与地面夹角为45°,由几何关系可得a点距管线距离即管线深度,为L/2;与a点磁感应强度相同的点与管线等距,其连线EF应过a点垂直纸面与管线平行,故选项A正确。

3.AC　本题考查安培定则、磁场的叠加。由安培定则判定,L1中的电流在a、b两点产生的磁场方向垂直纸面向里,L2中的电流在a、b两点产生的磁场方向分别垂直于纸面向里和向外;设L1和L2中的电流在a、b两点产生的磁场的磁感应强度大小分别为B1和B2,由磁感应强度的矢量叠加原理可得,B0-B1-B2=B0,B0+B2-B1=B0,解得B1=B0,B2=B0,故A、C项正确。

4.A　磁通量Φ=B·S,其中B为磁感应强度,S为与B垂直的有效面积。因为是同一磁场,B相同,且有效面积相同,Sa=Sb,故Φa=Φb。选项A正确。

5.C　无线电波与光波均为电磁波,均能发生反射、干涉、衍射现象,故C正确、D错。电磁波在真空中传播速度最快,故B错。由c=λf可知,频率与波长成反比,故A错。

6.B　本题考查光子能量。由题意知,电离一个分子的能量等于照射分子的光子能量,E=hν=h=2×10-18 J,故选项B正确。

三年模拟练

1.AB　小磁针静止时N极所指方向为该点磁场方向,由安培定则分析各选项中小磁针所在位置的磁场方向,A、B中垂直于纸面向里,C中垂直于纸面向外,D中水平向左,故A、B正确。

2.A　地球磁场的N极在地理南极附近,由安培定则可知,该假设中的电流方向是由东向西垂直于磁子午线。

3.D　磁感线的疏密表示磁感应强度的大小,由题图可知,沿z轴正方向磁感应强度先变小再变大,故选项D正确。

4.C　由题图可知,通电直导线P、Q在a点处的磁场方向均垂直于纸面向里,所以匀强磁场的方向垂直于纸面向外,A选项错误;由于两直导线中电流相等,在a点处产生的磁感应强度相等,均为0.5B0,撤去导线Q或P,a点磁感应强度大小均为0.5B0,且方向垂直于纸面向外,故B选项错误,C选项正确;使导线Q中电流反向,则P、Q两导线在a点产生的磁感应强度的矢量和为零,a点磁感应强度为B0,方向垂直于纸面向外,故D选项错误。

5.A　结合题意并根据安培定则可知,导线c在a点产生的磁感应强度方向向下,大小为B;导线b在a点产生的磁感应强度方向向左,大小为B;导线d在a点产生的磁感应强度方向向左,大小为2B。由平行四边形定则可知,a点处合磁感应强度大小为B,故选项A正确。

6.答案　

解析　用力将铁片与磁铁缓慢拉开一段微小距离的过程中,可认为拉力F不变,此过程F做的功W=F·Δx,间隙中的磁场能量E=ω·S·Δx=·S·Δx,由题意得E=W,则有F·Δx=·S·Δx,可求得B=。