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高二物理磁场测试题(含答案)


高二理科实验班 《磁场》单元测试题
一、选择题(每题 5 分,共 50 分。在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题 有多个选项正确。全部选对的得 5 分,选不全的得 3 分,有选错或不答的得 0 分。 )
2 1.用同一回旋加速器分别对质子( 1 1 H)和氘核( 1 H)进行加速,当它们都从 D 形盒边缘离开加速器时,质子
<

br />与氘核获得的动能之比为 A.1:1 B.2:1 C.4:1 D.1:2 2.从太阳或其他星体上放射出的宇宙射线中含有高能带电粒子,若到 达地 球,对地球上的生命将带来危害.图为地磁场的分布图,对于地磁场宇宙射线有无 阻挡作用的下列说法中,正确的是 A.地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在南北两极最强,赤道附近最弱 B.地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在赤道附近最强,两极地区最弱 C.地磁场对宇宙射线的阻挡作用各处相同 D.地磁场对宇宙射线无阻挡作用 3.如图所示,两根垂直纸面、平行且固定放置的直导线 M 和 N,通有同向等值电流;沿纸面与直导线 M、N 等距放置的另一根可自由移动的通电导线 ab,则通电导线 ab 在安培力作用下运动的情况是 A.沿纸面逆时针转动 B.沿纸面顺时针转动 C.a 端转向纸外,b 端转向纸里 D.a 端转向纸里,b 端转向纸外 4 .带 电 粒 子( 不 计 重 力 )以 初 速 度 V 0 从 a 点 进 入 匀 强 磁 场 ,如 图 。运 动 中 经 过 b 点 , oa=ob 。 若 撤 去 磁 场 加 一 个 与 y 轴 平 行 的 匀 强 电 场 , 仍 以 V 0 从 a 点 y 进 入 电 场 , 粒 子 仍 能 通 过 b 点 , 那 么 电 场 强 度 E 与 磁 感 强 度 B 之 比 E/B 为 : a V0 V0 A. V0 B. 1 C . 2V 0 D. 2 x O b 5.如图所示,要使线框abcd在受到磁场力作用后,ab边向纸外,cd边向 纸里转动,可行的方法是: A.加方向垂直纸面向外的磁场,通方向为a→b→c→d→a的电流 B.加方向平行纸面向上的磁场,通以方向为a→b→c→d→a电流 C.加方向平行于纸面向下的磁场,通以方向为a→b→c→d的电流 D.加方向垂直纸面向内的磁场,通以方向为a→d→c→b→a的电流 6.如图所示,用绝缘细线悬吊着的带正电小球在匀匀强磁场中做简谐运动,则 A.当小球每次通过平衡位置时,动能相同 B.当小球每次通过平衡位置时,速度相同 C.当小球每次通过平衡位置时,丝线拉力相同 D.撤消磁场后,小球摆动周期变化 7.如图,带电平行金属板中匀强电场方向竖直上,匀强磁场方向垂直纸面向里,带电小球从光滑绝缘轨道上的 a 点由静止滑下,经过 1/4 圆弧轨道从端点 P(切线水平)进入板间后恰好沿水平方向做直线运动,现使带电小 a 球从比 a 点稍低的 b 点由静止滑下,在经过 P 点进入板间的运动过程中( ) b A.带电小球的动能将会增大 B.带电小球的电势能将会增大 P C.带电小球所受洛伦兹力将会减小 +
-1-

D.带电小球所受电场力将会增大 8.一个水平放置的挡板 ab 中间有一小孔 S,一个质量为 m、带电量为+q 的带电小球,从 S 处无初速度地进入 一个足够大的匀强磁场中,磁场方向垂直纸碗里,磁感应强度大小为 B,如图所示.小球最后将向右做匀速直 线运动,则( ) A.小球最后的速度为

mg 2qB

B.小球最后与 ab 的距离为

m2 g 2q 2 B 2

C.磁场对小球共做功

m2 g 2 2q 2 B 2

D.以上说法都不对

9.如图所示,在某空间同时存在着相互正交的匀强电场 E 和匀强磁场 B,电 场方向竖直向下,有质量分 别为 m1、m2 的 a、b 两带负电的微粒,a 的电量为 q1,恰能静止于场中空间的 c 点,b 的电量为 q2,在过 c 点的 竖直平面内做半径为 r 的匀速圆周运动,在 c 点 a、b 相碰并粘在一起后做匀速圆周运动,则() A.a、b 粘在一起后在竖直平面内以速率 B (q1 ? q 2 ) r 做匀速圆周运动 c m1 ? m2 B.a、b 粘在一起后仍在竖直平面内做半径为 r 的匀速圆周运动 C.a、b 粘在一起后在竖直平面内做半径大于 r 的匀速圆周运动 D.a、b 粘在一起后在竖直平面内做半径为
q2 r 的匀速圆周运动 q1 ? q 2
B

E

10.如图所示,宽 h=2cm 的有界匀强磁场,纵向范围足够大,磁感应强度的方向垂直纸面向内,现有一群 正粒子从 O 点以相同的速率沿纸面不同方向进入磁场, 若粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径均为 r=5cm, 则() y/cm A.右边界:-4cm<y<4cm 有粒子射出 B.右边界:y>4cm 和 y<-4cm 有粒子射出 C.左边界:y>8cm 有粒子射出 O 2 x/cm D.左边界:0<y<8cm 有粒子射出 y 二、填空题:15分 11.如图所示,同一平面内有两根互相平行的长直导线1和2,通有大小相等、方 向相反的电流,a、b两点与两导线共面,a点在两导线的中间与两导线的距离均为r,b 点在导线2右侧,与导线2的距离也为r.现测得a点磁感应强度的大小为B,则去掉导线 1后,b点的磁感应强度大小为 ,方向 . v B v

O/

x o a 12.一个质量为 m 电荷量为 q 的带电粒子从 x 轴上的 P(a,0)点以速度 v,沿与 x 正方向 成 60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中,并恰好垂直于 y 轴射出第一象限。求匀强 磁场的磁感应强度 B= ,射出点的坐标( , ) 。 三.计算题((本题共 3 小题,共 35 分。要求写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最 后答案的不能给分。有数值计算的题,答案中应明确写出数值和单位。 ) 13. (10 分)如图所示,两根平行金属导轨 M、N,电阻不计,相距 0.2m,上边沿导轨垂直方向放一个质量 为 m= 5 ?10 kg 均为金属棒 ab,ab 的电阻为 0.5Ω .两金属棒一端通过电阻 R 和电源相连.电阻 R=2Ω ,电 源电动势 E=6V,内源内阻 r=0.5Ω ,如果在装置所在的区域加一个匀强磁场,使 ab 对导轨的压力恰好是零, 并使 ab 处于静止. (导轨光滑)求所加磁场磁感强度的大小和方向.
?2

-2-

14. (12 分)PQ 为一根足够长的绝缘细直杆,处于竖直的平面内,与水平夹角为?斜放,空间充满磁感应强度 B 的匀强磁场,方向水平如图所示。一个质量为 m,带有负电荷的小球套在 PQ 杆上,小球可沿杆滑动,球与杆之 间的摩 擦系数为?(?<tg?) ,小球带电量为 q。现将小球由静止开始释 放,试求小球在沿杆下滑过程中: (1)小球最大加速度为多少?此时小球的速度是多少? (2)下滑过程中,小球可达到的最大速度为多大?

15. (13 分)在以坐标原点 O 为圆心、半径为 r 的圆形区域内,存在磁感应强度大小为 B、方向垂直于纸 面向里的匀强磁场,如图所示。 一个不计重力的带电粒子从磁场边界与 x 轴的交点 A 处以速度 v 沿-x 方向 射入磁场,它恰好从磁场边界与 y 轴的交点 C 处沿+y 方向飞出。 (1)请判断该粒子带何种电荷,并求出其比荷 q/m ; (2)若磁场的方向和所在空间范围不变,而磁感应强度的大小变为 B ' ,该粒子仍从 A 处以相同的速度射 入磁场,但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了 60°角,求磁感应强度 B ' 多大?此次粒子在磁场中 运动所用时间 t 是多少?

-3-

参考答案
1. B 2. B 3、D 4、C 5、B 6、A 7、AB 8、B 9、D 10、AD

11 B/2,垂直纸面向外

12、

(0,

3a ) 。

13.解:因 ab 对导轨压力恰好是零且处于静止,ab 所受安培力方向一定向上且大小等于重力,由左手定则

I?
可以判定 B 的方向水平向右,ab 上的电流强度 F=ILB=mg

E 6 ? A ? 2A R ? r ? rab 2 ? 0.5 ? 0.5 .

m g 5 ? 10?2 ? 10 B? ? T ? 1.25(T ) IL 2 ? 0.2

14.(1) a ? gv s i n , ? m g c o s / q B m
m

? (2) v ? m g ( s i nc ? ? ? o s ? ) / ? q B
1 ○

?

15.(10 分) (1)由粒子的飞行轨迹,利用左手定则可知,该粒子带负电荷。 粒子由 A 点射入,由 C 点飞出,其速度方向改变了 90°,则粒子轨迹半径

R?r
又 qvB ? m

v2 R q v ? m Br

2 ○ 3 ○

则粒子的比荷

(2)粒子从 D 点飞出磁场速度方向改变了 60°角,故 AD 弧所对圆心角 60°,粒子做圆周运动的半径

R ' ? r cot 30 ? 3r


4 ○

R' ?

mv qB '

5 ○

所以

B' ?

3 B 3

6 ○

粒子在磁场中飞行时间

1 1 2? m 3? r t? T? ? ? 6 6 qB ' 3v

7 ○

-4-


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