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1、2015 年下学期高二物理诊断性测试 五 12 23 时间 90 分钟满分 100 分 一 单项选择题 本题共 8 个小题 每小题4 分 共 32 分 1 一个质子穿过某一空间而未发生偏转 下列说法中错误的是 A 可能存在电场和磁场 它们的方向与质子运动方向相同 B 此空间可能有磁场 方向与质子运动速度的方向平行 C 此空间可能只有磁场 方向与质子运动速度的方向垂直 D 此空间可能有正交的电场和磁场 它们的方向均与质子速度的方向垂直 2 两个绝缘导体环AA BB 大小相同 环面垂直 环中通有相同大小的恒 定电流 如图所示 则圆心O处磁感应强度的方向为 AA 面水平 BB 面垂 直纸面 A 指向
2、左上方 B 指向右下方 C 竖直向上 D 水平向右 3 关于磁感应强度B 下列说法中正确的是 A 磁场中某点B的大小 跟放在该点的试探电流元的情况有关 B 磁场中某点B的方向 跟该点处试探电流元所受磁场力的方向一致 C 在磁场中某点试探电流元不受磁场力作用时 该点B值大小为零 D 在磁场中磁感线越密集的地方 B值越大 4 关于带电粒子在匀强磁场中运动 不考虑其他场力 重力 作用 下列说法 正确的是 A 可能做匀速直线运动 B 可能做匀变速直线运动 C 可能做匀变速曲线运动 D 只能做匀速圆周运动 5 如图所示 一个带负电的油滴以水平向右的速度v进入一个方向垂直纸面向外的匀强磁场 B后 保持原速
3、度做匀速直线运动 如果使匀强磁场发生变化 则下列判断中错误的是 A 磁场B减小 油滴动能增加 B 磁场B增大 油滴机械能不变 C 使磁场方向反向 油滴动能减小 D 使磁场方向反向后再减小 油滴重力势能减小 6 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点进入这个区域沿直线运动 从C点离开区域 如果这个区 域只有电场则粒子从B点离开场区 如果这个区域只有磁场 则粒子从D点离开场区 设粒 子在上述3 种情况下 从A到B点 从A到C点和A到D点所用的时间分别是t1 t2和t3 比较t1 t2和t3的大小 则有 粒子重力忽略不计 A t1 t2 t3 B
4、 t2 t1 t3 C t1 t2t2 7 如图所示 a b是一对平行金属板 分别接到直流电源两极上 右边有一档板 正中间开 有一小孔d 在较大空间范围内存在着匀强磁场 磁感应强度大小为B 方向垂直纸面向里 在a b两板间还存在着匀强电场E 从两板左侧中点c处射入一束正离子 不计重力 这些正 离子都沿直线运动到右侧 从d孔射出后分成3 束 则下列判断正确的是 A 这三束正离子的速度一定不相同 B 这三束正离子的质量一定不相同 C 这三束正离子的电荷量一定不相同 D 这三束正离子的比荷一定不相同 8 如图所示 两个半径相同的半圆形轨道分别竖直放置在匀强电场和匀强磁场中 轨道两端 在同一高度上 轨
5、道是光滑的 两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止释 放 M N为轨道的最低点 则下列说法正确的是 A 两小球到达轨道最低点的速度vM vN B 两小球第一次到达轨道最低点时对轨道的压力FM FN C 小球第一次到达M点的时间大于小球第一次到达N点的时间 D 在磁场中小球能到达轨道的另一端 在电场中小球不能到达轨道的另一 端 二 双项选择题 本题共 2 个小题 每小题6 分 共 12 分 9 1930 年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器 其原理如图6 所示 这台加速器由两个铜 质 D形盒 D1 D2构成 其间留有空隙 下列说法正确的是 A 离子由加速器的中心附近进入加速器 B 离子
6、由加速器的边缘进入加速器 C 离子从磁场中获得能量 D 离子从电场中获得能量 10 如图所示为一个质量为m 电荷量为 q的圆环 可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑 动 细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中 不计空气阻力 现给圆环向右的初速度v0 在 以后的运动过程中 圆环运动的速度 时间图象可能是下图中的 2015 年下学期高二物理诊断性测试 五 答题卷 12 23 姓名 班级 高二 班学号 得分 三 填空题 本题共 2 个小题 满分16 分 11 8 分 一个电子 电荷量为e 质量为m 以速率v从x轴上某点垂直x轴进入上方匀强磁 场区域 如图所示 已知上方磁感应强度为B 且大小为下方匀强磁场磁
7、感应强度的2 倍 将 从开始到再一次由x轴进入上方磁场作为一个周期 那么 电子运动一个周期所用的时间是 电子运动一个周期的平均速度大小为 题号12345678910 答案 第 11 题图第 12 题图 12 6分 如图所示 正方形容器处在匀强磁场中 一束电子从a 孔沿 a b 方向垂直射入容 器内的匀强磁场中 结果一部分电子从小孔c 竖直射出 一部分电子从小孔d 水平射出 则 从 c d 两孔射出的电子在容器中运动的时间之比tc td 在容器中运动的加速 度大小之比ac ad 四 计算题 本题共 4 个小题 满分40 分 13 8 分 如图所示 在倾角为37 的光滑斜面上有一根长为0 4 m
8、质量为6 10 2 kg 的 通电直导线 电流I 1 A 方向垂直纸面向外 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t 0 时 B 0 则需要多长 时间斜面对导线的支持力为零 g取 10 m s 2 14 10 分 电子质量为m 电荷量为q 以速度v0与x轴成 角射入磁感应强度为B的匀强磁 场中 最后落在x轴上的P点 如图所示 求 1 OP的长度 2 电子由O点射入到落在P点所需的时间t 15 10 分 如图所示 有界匀强磁场的磁感应强度B 2 10 3T 磁场右边是宽度 L 0 2 m 场强E 40 V m 方向向左的匀强电场 一带
9、电粒子电荷量q 3 2 10 19 C 质量 m 6 4 10 27 kg 以v 4 10 4 m s 的速度沿OO 垂直射入磁场 在磁场中偏转后进入右侧的电场 最后从电场右边界射出 求 1 大致画出带电粒子的运动轨迹 画在给出的图中 2 带电粒子在磁场中运动的轨道半径 3 带电粒子飞出电场时的动能Ek 16 12 分 质量为m 电荷量为q的带负电粒子自静止开始 经M N板间的电场加速后 从 A点垂直于磁场边界射入宽度为d的匀强磁场中 该粒子离开磁场时的位置P偏离入射方向的 距离为s 如图所示 已知M N两板间的电压为U 粒子的重力不计 1 正确画出粒子由静止开始至离开匀强磁场时的轨迹图 用直
10、尺和圆规规范作图 2 求匀强磁场的磁感应强度B 参考答案 12 月 21 1 C 2 A 3 D 4 A 5 C 6 C 7 D 8 D 9 AD 10 AD 11 3 m eB 2v 3 解析 电子一个周期内的运动轨迹如右图所示 由牛顿第二定律及洛伦兹力公式 可知evB mv 2 R 故圆半径R mv eB 所以上方R1 mv eB T1 2 m eB 下方R2 2mv eB T2 4 m eB 因此电子运动一个周 期所用时间是 T T1 2 T2 2 m eB 2 m eB 3 m eB 在这段时间内位移大小 s 2R2 2R1 2 2mv eB 2 mv eB 2mv eB 所以电子运动
11、一个周期的平均速度大小为 v s T 2mv eB 3 m eB 2v 3 12 1 2 2 1 解析同一种粒子在同一磁场中运动的周期相同 且tc 1 4T td 1 2T 即tc td 1 2 由r mv qB 知 vc vd rc rd 2 1 而ac ad qvcB m qv dB m vc vd 2 1 13 5 s 解析斜面对导线的支持力为零时受力分析如右图 由平衡条件得 BIL mgcot 37 B mg cot 37 IL 6 10 2 10 0 8 0 6 1 0 4 T 2 T 所需时间t B B 2 0 4 s 5 s 14 1 2mv0 Bq sin 2 2 m Bq 解
12、析 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动 应根据已知条件首先确定圆心的位置 画出运 动轨迹 所求距离应和半径R相联系 所求时间应和粒子转动的圆心角 周期T相联系 1 过O点和P点做速度方向的垂线 两线交点C即为电子在磁场中做匀速圆周运动的圆 心 如右图所示 则可知OP 2R sin Bqv0 m v 2 0 R 由 式可解得 OP 2mv0 Bq sin 2 由图中可知 2 t 又v0 R 由 式可得 t 2 m Bq 15 1 见解析图 2 0 4 m 3 7 68 10 18 J 解析 1 轨迹如下图所示 2 带电粒子在磁场中运动时 由牛顿运动定律 有 qvB m v 2 R R mv qB 6 4 10 27 4 104 3 2 10 19 2 10 3 m 0 4 m 3 Ek EqL 1 2mv 2 40 3 2 10 19 0 2 J 1 2 6 4 10 27 4 104 2 J 7 68 10 18 J 16 1 见解析图 2 2s s 2 d 2 2mU q 解析 1 作出粒子经电场和磁场的轨迹图 如下图 2 设粒子在M N两板间经电场加速后获得的速度为v 由动能定理得 qU 1 2mv 2 粒子进入磁场后做匀速圆周运动 设其半径为r 则 qvB m v 2 r 由几何关系得 r 2 r s 2 d 2 联立 式得 磁感应强度B 2s s 2 d 2 2mU q
