《江西省2017学年高三物理单元测试题:磁场(附答案).doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《江西省2017学年高三物理单元测试题:磁场(附答案).doc(8页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、金溪一中2017届高三(1)班磁场单元测试题一、选择题(1-7为单项选择题,8-10为多项选择题)1.如下左图所示,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大小的变化最有可能为()2.如图是磁电式电流表的结构,蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布,线圈中a、b两条导线长均为,通以图示方向的电流I,两条导线所在处的磁感应强度大小均为B.则()A该磁场是匀强磁场B线圈平面总与磁场方向垂直C线圈将逆时针转动Da、b导线受到的安培力大小总为BI3.如图所示,M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点,O为半圆弧的圆心,在O点存在的垂直纸面向里运动的匀
2、速电子束。MOP60,在M、N处各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等的恒定电流,方向如图所示,这时O点的电子受到的洛伦兹力大小为F1。若将M处长直导线移至P处,则O点的电子受到的洛伦兹力大小为F2。那么F2与F1之比为()A.1B.2C11 D124.带电粒子以初速度v0从a点垂直y轴进入匀强磁场,如图所示。运动中经过b点,OaOb,若撤去磁场加一个与y轴平行的匀强电场,仍以v0从a点垂直y轴进入电场,粒子仍能通过b点,那么电场强度E与磁感应强度B之比为()Av0 B1 C2v0 D. v0/25. 如图所示,两导体板水平放置,两板间电势差为U,带电粒子以某一初速度v0沿平行于两板
3、的方向从两板正中间射入,穿过两板后又沿垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场,则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U和v0的变化情况为( )Ad随v0增大而增大,d与U无关Bd随v0增大而增大,d随U增大而增大Cd随U增大而增大,d与v0无关Dd随v0增大而增大,d随U增大而减小6.如图所示,在真空中一个光滑的绝缘的水平面上,有直径相同的两个金属球A、C质mA=0.01kg,mC=0.005kg静止在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中的C球带正电,电量qC=1102 C在磁场外的不带电的A球以速度v0=20m/s进入磁场中与C球发生正碰后,C球对水平面压力恰好为零,设向右为正,则
4、碰后A球的速度为()A.5m/s B.10m/s C.15m/s D.20m/s7.如下左图所示,足够长的直线ab靠近通电螺线管,与螺线管平行。用磁传感器测量ab上各点的磁感应强度B,在计算机屏幕上显示的大致图象是( )8.如图所示,质量为m,长为L的导体棒电阻为R,初始时静止于光滑的水平轨道上,电源电动势为E,内阻不计。匀强磁场的磁感应强度为B,其方向与轨道平面成角斜向上方且垂直于导体棒,开关闭合后导体棒开始运动,则( )A.导体棒向左运动B.开关闭合瞬间导体棒MN所受安培力为C.开关闭合瞬间导体棒MN所受安培力为D开关闭合瞬间导体棒MN的加速度为9.空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场,图
5、中的正方形为其边界。一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O点入射。这两种粒子带同种电荷,它们的电荷量、质量均不同,但其比荷相同,且都包含不同速率的粒子。不计重力,下列说法正确的是 ( )A入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同B入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同C在磁场中运动时间相同的粒子,其运动轨迹一定相同D在磁场中运动时间越长的粒子,其轨迹所对的圆心角一定越大10.如图所示,abcd为一正方形边界的匀强磁场区域,磁场边界边长为L,三个粒子以相同的速度从a点沿ac方向射入,粒子1从b点射出,粒子2从c点射出,粒子3从cd边垂直于磁场边界射出,不考虑粒子的重力和粒子
6、间的相互作用。根据以上信息,可以确定()A粒子1带负电,粒子2不带电,粒子3带正电B粒子1和粒子3的比荷之比为21C粒子1和粒子3在磁场中运动时间之比为11D粒子3的射出位置与d点相距L/2二、计算题11.如图所示,在倾角为37的光滑斜面上有一根长为0.4 m、质量为6102 kg的通电直导线,电流大小I1 A,方向垂直于纸面向外,导线用平行于斜面的轻绳拴住不动,整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4 T、方向竖直向上的磁场中。设t0时,B0,则需要多长时间,斜面对导线的支持力为零?(g取10 m/s2)12.粗细均匀的直导线MN的两端悬挂在两根相同的轻质弹簧下边,MN恰好在水平位置,如图.已知
7、MN的质量m10 g,MN的长度49 cm,沿水平方向与MN垂直的匀强磁场的磁感应强度B0.5 T。(取g9.8 m/s2) (1)要使两根弹簧能处于自然状态,既不被拉长,也不被压缩,MN中应沿什么方向、通过多大的电流?(2)若导线中有从M到N方向的、大小为0.2 A的电流通过时,两根弹簧均被拉长了x1 mm,求弹簧的劲度系数。(3)当由N到M方向通过0.2 A的电流时,两根弹簧被拉长多少?13.如图,在直角坐标系xOy的第四象限有垂直纸面向里的匀强磁场,一质量为m5.0108 kg、电荷量为q1.0106 C的带电粒子,从P点以v20 m/s的速度沿图示方向进入磁场,已知OP30 cm。(不
8、计粒子重力,sin 370.6,cos 370.8) (1)若磁感应强度B2.0 T,粒子从x轴上的Q点(图中未画出)离开磁场,求OQ的距离;(2)若粒子不能进入x轴上方,求磁感应强度B满足的条件。14.如图所示装置中,区域和中分别有竖直向上和水平向右的匀强电场,电场强度分别为E和E/2,区域内有垂直向外的水平匀强磁场,磁感应强度为B .一质量为m、带电量为q的带负电粒子(不计重力)从左边界O点正上方的M点以速度v0水平射入电场,经水平分界线OP上的A点与OP成60角射入区域的磁场,并垂直竖直边界CD进入区域的匀强电场中。求:(1)粒子在区域匀强磁场中运动的轨道半径(2)O、M间的距离(3)粒
9、子从M点出发到第二次通过CD边界所经历的时间15.重力不计的带正电的粒子,质量为m,电荷量为q,由静止开始,经加速电场加速后,垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中做圆周运动,圆心为O,半径为r可将带电粒子的运动等效为一环形电流. (1)求粒子在磁场中做圆周运动的线速度和等效环形电流的电流大小;(2)在O点置一固定点电荷A,取适当的加速电压,使粒子仍可绕O做半径为r的圆周运动现使磁场反向,但保持磁感应强度B的大小不变,改变加速电压,使粒子仍能绕O做半径为r的圆周运动,两次所形成的等效电流之差的绝对值为I假设两次做圆周运动的线速度分别为V1、V2,试用m、q、r、B、V1(或V2)写出两次
10、粒子所受库仑力的表达式,确定A所带电荷的电性,并用m、q、B写出I的表达式参考答案1.C 2.D 3.B 4.C 5.A 6.B 7.C 8.BC 9.BD 10.BD11解析:斜面对导线的支持力为零时导线的受力如图所示。由平衡条件得FTcos 37F FTsin 37mg两式联立解得F0.8 N由FBIL得B2 T由题意知,B与t的变化关系为B0.4t 代入数据得t5 s12.解析(1)只有MN受到的安培力方向竖直向上且等于MN的重力时,两根弹簧才能处于自然状态。根据左手定则,MN中的电流方向应由M到N,电流的大小由mgBIl求得I A0.4 A。(2)导线中通过由M到N方向的电流时,受到竖
11、直向上的安培力作用,被拉长的两根弹簧对MN有竖直向上的拉力,MN受到竖直向下的重力,平衡时有:BI1l2kxmg可得弹簧的劲度系数k N/m24.5 N/m。(3)当电流方向由N向M时,MN所受安培力竖直向下,平衡时有:2kxmgBI2l由此式可求出两根弹簧被拉伸的长度x m0.003 m。13.解析(1)带电粒子仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,有qvB,即R,代入数据得R0.50 m,而OP0.50 m,故圆心一定在x轴上,轨迹如图甲所示。由几何关系可知OQRRsin 53,故OQ0.90 m。(2)带电粒子不从x轴射出的临界情况如图乙所示由几何关系得OPRRcos 53 R由并代入数据得
12、B T5.33 T。14.解:(1)粒子在匀强电场中做类平抛运动,水平方向做匀速直线运动,设粒子过A点时速度为v,由类平抛运动的规律知v= 粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,由牛顿第二定得Bqv=mR=mv0/qB(2)设粒子在电场中运动时间为t1,加速度为a则有qE=ma v0tan60=at1 即t1O、M两点间的距为L=at12=(3)设粒子在区域磁场中运动时间为t2则由几何关系知轨道的圆心角AO1D=60,则t2=设粒子在区域电场中运行时间为t3,则牛顿第二定律得a 则 t3=故粒子从M点出发到第二次通过CD边界所用时间为 t=t1+t2+t3=+15. 解:(1)粒子在磁场中匀速圆周运动,有 得:又 可得 所以(2)电荷A应为负电荷否则不可能两次均绕A做圆周运动若库仑力F和磁场力同向, 则得若库仑力F和磁场力反向,则得 又 则得I=I1-I2由以上可解得:8