高二年级物理单元测试卷磁场.doc

内部资料高二年级物理单元测试卷(磁场) 本试卷分第卷（选择题）和第卷(非选择题)两部分。共100分。考试时间90分钟。第卷（选择题部分 42分）一 选择题（每小题3分，共42分。下列每小题所给选项至少有一项符合题意，请将正确答案的序号填涂在答题卡上。全对得3分，对而不全得1分）1、下列说法正确的是（ ）A、磁场中某一点的磁感应强度可以这样测定：把一小段通电导线放在该点，导线受到的磁场力F与该导线的长度L，通过的电流I乘积IL的比值，即为该处磁感应强度的大小。B、通电导线在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零C、磁感应强度B=F/IL只是定义式，它的大小取决于场源以及磁场中的位置，与I、L以及通电导线在磁场中的方向无关D、通电导线所受磁场力的大小与磁感应强度的大小无关2、关于通电导线所受安培力F的方向与磁场磁感应强度B的方向和电流的方向之间的关系，下述说法正确的是（ ）AF、B、I三者总是互相垂直的BF总与B和I垂直，但B、I之间可以不垂直CB总与F和I垂直，但F、I之间可以不垂直DI总与F和B垂直，但F、B之间可以不垂直3、把正方形导线圈用细线挂在通电导线附近，使两者在同一平面内，其中直导线固定，线圈可以自由活动，如图所示，当正方形导线圈通以图示方向的电流时，线圈将（ ）A发生转动，同时离开导线AB B发生转动，同时靠近导线ABC离开导线AB D靠近导线AB4、如图所示，一阴极射线管，左侧不断有电子射出，若在管的正下方放一通电直导线AB时，发现射线的径迹向弯曲，则（ ）A导线中的电流从A到BB导线中的电流从B到A C若要使电子束的径迹向上弯曲，可以改变AB中的电流方向来实现D电子束的径迹与AB 中的电流方向无关5、如图所示是磁场B、负电荷速度v和磁场对运动电荷作用力f三者方向的相互关系图，其中正确的是（B、f和v两两垂直）（ ） 6、在图中虚线所围的区域内，存在电场强度为 E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场，已知从左方水平射入的电子，穿过这个区域时未发生偏转，设重力可以忽略不计，则在这区域中的E和B的方向可能是 （ ）A、E和B都沿水平方向，并与电子运动的方向相同B、E和B都沿水平方向，并与电子运动的方向相反C、E竖直向上，B垂直纸面向外D、E竖直向上，B垂直纸面向里7、如图所示，空间的某一区域内存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场，一个带电粒子以某一初速度由A点进入这个区域并沿直线运动，从C点离开场区；如果这个场区只有电场，则粒子从B点离开场区；如果这个区域只有磁场，则这个粒子从D点离开场区。设粒子在上述三种情况下，从A到B、从A到C和从A到D所用的时间分别是t1、t2和t3，比较t1、t2、和t3的大小，则（ ）A、t1=t2=t3 B、t1=t2t3 C、t1t2=t3 D、t1t2t38、如图所示，回旋加速器D形盒的半径为R，用来加速质量为m，电量为q的质子，质子每次经过电场区时，都恰好在电压为U时并被加速，且电场可视为匀强电场，使质子由静止加速到能量为E后，由A孔射出 。下列说法正确的是（ ） A.D形盒半径R、磁感应强度B不变，若加速电压U越高,质子的能量E将越大B.磁感应强度B不变，若加速电压U不变, D形盒半径R越大、质子的能量E将越大C.D形盒半径R、磁感应强度B不变，若加速电压U越高,质子的在加速器中的运动时间将越长D.D形盒半径R、磁感应强度B不变，若加速电压U越高,质子的在加速器中的运动时间将越短 9、在匀强磁场中有一带电粒子做匀速圆周运动，当它运动到M点，突然与一不带电的静止粒子碰撞合为一体，碰撞后的运动轨迹应是图中的哪一个？（实线为原轨迹，虚线为碰后轨迹，不计粒子的重力） ( )10、长为L，间距也为L的两平行金属板间有垂直向里的匀强磁场，如图所示，磁感应强度为B，今有质量为m、带电量为q的正离子从平行板左端中点以平行于金属板的方向射入磁场。欲使离子不打在极板上，入射离子的速度大小应满足的条件是 ( )A. B. C. D.11、 质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具， 它的构造原理如图所示，离子源S产生的各种不同正离子束(速度可看作为零)，经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达记录它的照相底片P上，设离子在P上的位置到入口处S1的距离为x，可以判断 ( )A 离子束是同位素，则x越大，离子质量越大B 若离子束是同位素，则x越大，离子质量越小C只要x相同，则离子质量一定相同D只要x相同，则离子的荷质比一定相同O12、如图所示圆形区域内，有垂直于纸面方向的匀强磁场，一束质量和电荷量都相同的带电粒子，以不同的速率，沿着相同的方向，对准圆心O射入匀强磁场，又都从该磁场中射出，这些粒子在磁场中的运动时间有的较长，有的较短，若带电粒子在磁场中只受磁场力的作用，则在磁场中运动时间较长的带电粒子 ( )A.速率一定越小 B.速率一定越大C.在磁场中通过的路程越长D.在磁场中的周期一定越大13、环形对撞机是研究高能粒子的重要装置，其工作原理的示意图如图所示。正、负离子由静止经过电压为U的直线加速器加速后，沿圆环切线方向射入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，从而在碰撞去迎面相撞。为维持带电粒子在环状空腔中的匀速圆周运动，下列说法中正确的是（ ）A对于给定的加速电压，带电粒子的比荷q/m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q/m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，粒子运动的周期越小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14、医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度。电磁血流计由一对电极a和b以及磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的。使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示。由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差。在达到平衡时，血管内部的电场可看作是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零。在某次监测中，两触点的距离为3.0mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160V，磁感应强度的大小为0.040T。则血流速度的近似值和电极a、b的正负为 （ ）A. 1.3m/s ，a正、b负 B. 2.7m/s ， a正、b负C1.3m/s，a负、b正 D. 2.7m/s ， a负、b正第卷 客观题部分（58分）二、计算题本题共5小题，每题12分，共58分解答应写出文字说明、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，答案中必须明确写出数值和单位15、在电子显像管内部，由炽热的灯丝上发射出的电子在经过一定的电压加速后，进入偏转磁场区域，最后打到荧光屏上，当所加的偏转磁场的磁感强度为0时，电子应沿直线运动打在荧光屏的正中心位置。但由于地磁场对带电粒子运动的影响，会出现在未加偏转磁场时电子束偏离直线运动的现象，所以在精密测量仪器的显像管中常需要在显像管的外部采取磁屏蔽措施以消除地磁场对电子运动的影响。如图中,已知电子质量为m、电荷量为e，从炽热灯丝发射出的电子（可视为初速度为0）经过电压为U的电场加速后，沿水平方向由南向北运动。若不采取磁屏蔽措施，且已知地磁场磁感强度的竖直向下分量的大小为B，地磁场对电子在加速过程中的影响可忽略不计。在未加偏转磁场的情况下，（1）试判断电子束将偏向什么方向；（2）求电子在地磁场中运动的加速度的大小；（3）若加速电场边缘到荧光屏的距离为L，求在地磁场的作用下使达到荧光屏的电子在荧光屏上偏移的距离。16、如图所示，一个质量为m，带电量为+q的粒子以速度v0从O点沿y轴正方向射入磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，粒子飞出磁场区域后，从点b处穿过x轴，速度方向与x轴正方向的夹角为300.粒子的重力不计，试求:bxyOm,qv030(1)圆形匀强磁场区域的最小面积.(2)粒子在磁场中运动的时间.(3)b到O的距离.（15分）17、如图所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内，在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应为B,方向垂直xOy平面向里，电场线平行于y轴。一质量为m、电荷量为q的带正电的小球，从y轴上的A点水平向右抛出，经x轴上的M点进入电场和磁场，恰能做匀速圆周运动，从x轴上的N点第一次离开电场和磁场，MN之间的距离为L，小球过M点时的速度方向与x轴的方向夹角为。不计空气阻力，重力加速度为g，求xyAOMNv0(1) 电场强度E的大小和方向；(2) 小球从A点抛出时初速度v0的大小；(3) A点到x轴的高度h.abcdOv018、如图所示，一足够长的矩形区域abcd内充满方向垂直纸面向里的、磁感应强度为B的匀强磁场，在ad边中点O，方向垂直磁场向里射入一速度方向跟ad边夹角 = 30、大小为v0的带正电粒子，已知粒子质量为m，电量为q，ad边长为L，ab边足够长，粒子重力不计，求：（1）粒子能从ab边上射出磁场的v0大小范围.（2）如果带电粒子不受上述v0大小范围的限制，求粒子在磁场中运动的最长时间.19、如图所示，一带电微粒质量为m=2.010-11kg、电荷量q=+1.010-5C，从静止开始经电压为U1=100V的电场加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中，微粒射出电场时的偏转角=30，并接着进入一个方向垂直纸面向里、宽度为D=34.6cm的匀强磁场区域。已知偏转电场中金属板长L=20cm，两板间距d=17.3cm，重力忽略不计。求：带电微粒进入偏转电场时的速率v1；DBU1U2vL偏转电场中两金属板间的电压U2；为使带电微粒不会由磁场右边射出，该匀强磁场的磁感应强度B至少多大？高二年级物理单元测试卷(磁场)参考答案一、选择题1、 C 2、B 3、D 4、B 5、A 6、C 7、B 8、BD 9、A 10、AB 11、AD 12、A 13、BC 14、A2、 计算题15、答（1）根据左手定则，可以判断出电子束将偏向东方。（2）设从加速电场射出的电子速度为，则根据动能定理有： 从加速电场射出的电子在地磁场中受到洛伦兹力的作用而做匀速圆周运动，设电子的加速度为a，根据牛顿第二定律， 由以上各式解得 （3）设电子在地磁场中运动的半径为R，根据牛顿第二定律得 设电子在荧光屏上偏移的距离为x，根据图5中的几何关系，有： 结合以上关系，得 16、解:(1)带电粒子在磁场中运动时，洛仑兹力提供向心力bxyORv060l 其转动半径为 带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，连接粒子在磁场区入射点和出射点得弦长为: 要使圆形匀强磁场区域面积最小，其半径刚好为l的一半，即: 其面积为 (2)带电粒子在磁场中轨迹圆弧对应的圆心角为1200，带电粒子在磁场中运动的时间为转动周期的， (3)带电粒子从O处进入磁场，转过1200后离开磁场，再做直线运动从b点射出时ob距离: 17、答案：（1），方向竖直向上 （2） （3）【解析】本题考查平抛运动和带电小球在复合场中的运动。（1）小球在电场、磁场中恰能做匀速圆周运动，说明电场力和重力平衡（恒力不能充当圆周运动的向心力），有 xyAOMNv0O/P重力的方向竖直向下，电场力方向只能向上，由于小球带正电，所以电场强度方向竖直向上。（2）小球做匀速圆周运动，O为圆心，MN为弦长，如图所示。设半径为r，由几何关系知 小球做匀速圆周运动的向心力由洛仑兹力提供，设小球做圆周运动的速率为v，有 由速度的合成与分解知 由式得 （3）设小球到M点时的竖直分速度为vy，它与水平分速度的关系为 由匀变速直线运动规律 由式得 18、答案：（1）v0 （2）解析：（1）若粒子速度为v0，则qv0B =，所以有R =，设圆心在O1处对应圆弧与ab边相切，相应速度为v01，则R1R1sin =，将R1 =代入上式可得，v01 =类似地，设圆心在O2处对应圆弧与cd边相切，相应速度为v02，则R2R2sin =，将R2 =代入上式可得，v02 =所以粒子能从ab边上射出磁场的v0应满足v0（2）由t =及T =可知，粒子在磁场中经过的弧所对的圆心角越长，在磁场中运动的时间也越长。由图可知，在磁场中运动的半径rR1时，运动时间最长，弧所对圆心角为（22），所以最长时间为t =19、解析：带电微粒经加速电场加速后速度为v，根