人教版高中物理第一轮复习第八单元《 磁场》测试题解析版Word文档下载推荐.docx
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,水平磁场垂直于小球摆动的平面,当小球自左方摆到最低点时,悬线上的张力恰为零,则小球自右方摆到最低点时悬线上的张力为( )
A.0
B.2mg
C.4mg
D.6mg
4.如图所示,质量为m,带电荷量q的小球从P点静止释放,下落一段距离后进入正交的匀强电场和匀强磁场,电场方向水平向左,磁场方向垂直纸面向里,则小球在通过正交的电场和磁场区域时的运动情况是()
A.一定做曲线运动
B.轨迹一定是抛物线
C.可能做匀速直线运动
D.可能做匀加速直线运动
5.图中a,b,c,d为四根与纸面垂直的长直导线,其横截面位于正方形的四个顶点上,导线中通有大小相同的电流,方向如图所示。
一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动,它所受洛伦兹力的方向是()
A.向上
B.向下
C.向左
D.向右
6.如图所示,界面PQ与水平地面之间有一个正交的匀强磁场B和匀强电场E,在PQ上方有一个带正电的小球A自O静止开始下落,穿过电场和磁场到达地面。
设空气阻力不计,下列说法中正确的是( )
A.在复合场中,小球做匀变速曲线运动
B.在复合场中,小球下落过程中的电势能增加
C.小球从静止开始下落到水平地面时的动能等于其电势能和重力势能的减少量总和
D.若其他条件不变,仅增大磁感应强度,小球从原来位置下落到水平地面时的动能不变
7.如图是回旋加速器示意图,其核心部分是两个D形金属盒,两金属盒置于匀强磁场中,并分别与高频电源相连。
现分别加速氘核(q1、m1)和氦核(q2、m2)。
已知q2=2q1,m2=2m1,下列说法中正确的是()
A.它们的最大速度相同
B.它们的最大动能相同
C.仅增大高频电源的电压可增大粒子的最大动能
D.仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能
8.如图所示,在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场,一对正,负电子分别以相同速度沿与x轴成30°
角从原点射入磁场,则正,负电子在磁场中运动时间之比为()
A.2∶1
B.1∶2
C.1∶3
D.1∶1
9.如图所示,在x轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,一个不计重力的带电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场,粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成120°
角,若粒子穿过y轴正半轴后在磁场中到x轴的最大距离为a,则该粒子的比荷和所带电荷的正负为()
A.,正电荷
B.,正电荷
C.,负电荷
D.,负电荷
10.通有电流的导线L1、L2处在同一平面(纸面)内,L1是固定的,L2可绕垂直纸面的固定转轴O转动(O为L2的中心),各自的电流方向如图所示.下列哪种情况将会发生( )
A.因L2不受磁场力的作用,故L2不动
B.因L2上、下两部分所受的磁场力平衡,故L2不动
C.L2绕轴O按顺时针方向转动
D.L2绕轴O按逆时针方向转动
11.如图1,导体轨道OPQS固定,其中PQS是半圆弧,Q为半圆弧的中点,O为圆心.轨道的电阻忽略不计.OM是有一定电阻、可绕O转动的金属杆,M端位于PQS上,QM与轨道接触良好.空间存在与半圆所在平面垂直的匀强磁场,磁感应强度的大小为B.现使OM从OQ位置以恒定的角速度逆时针转到OS位置并固定(过程Ⅰ);
再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B增加到B′(过程Ⅱ).在过程Ⅰ、Ⅱ中,流过OM的电荷量相等,则B'
B等于( )
图1
A.54
B.32
C.74
D.2
12.在同一匀强磁场中,α粒子(He)和质子(H)做匀速圆周运动,若它们的动量大小相等,则α粒子和质子( )
A.运动半径之比是2∶1
B.运动周期之比是2∶1
C.运动速度大小之比是4∶1
D.受到的洛伦兹力之比是2∶1
13.表面光滑的环形导线固定在水平面上,在环形导线上放置一直导线AB.直导线AB与环形导线相互绝缘、且又紧靠环的直径,如图所示.则当两者通以图示方向的电流时,直导线AB的运动情况是( )
A.向M方向平动
B.向N方向平动
C.仍静止不动
D.在环形导线上转动
14.如图所示,无限长导线,均通以恒定电流I.直线部分和坐标轴接近重合,弯曲部分是以坐标原点O为圆心的相同半径的一段圆弧,已知直线部分在原点O处不形成磁场,则下列选项各图中O处磁感应强度和题图中O处磁感应强度相同的是( )
A.
B.
C.
D.
15.如图所示,把长为L的导体棒置于垂直纸面向里的匀强磁场中,磁感应强度为B,当导体棒中通以方向向左的电流I时,导体棒受到的安培力大小和方向分别是( )
A.大小为BIL,方向竖直向上
B.大小为BIL,方向竖直向下
C.大小为,方向竖直向上
D.大小为,方向竖直向下
二、实验题(共1小题)
16.如图所示,一束电子(电荷量为e)以速度v垂直射入磁感应强度为B,宽度为d的匀强磁场中,穿透磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角为30°
,求电子的质量和穿过磁场所用的时间.
三、计算题(共3小题)
17.如图所示,在平面直角坐标系O点处有一粒子源,该粒子源可向x³
0的范围内发射比荷C/kg的带正电粒子,粒子速度范围为(c为真空中的光速),在0£
x<
1m的I区域存在垂直于坐标平面向外、磁感强度B1=1T的匀强磁场,在1m£
x£
3m的II区域存在垂直坐标平面向里、磁感强度B2=0.5T的匀强磁场,不计粒子重力。
(1)速度多大的粒子不可能进入II区域?
并指出这些粒子在y轴上射出的范围。
(2)对能从(1m,0)点进入II区域的粒子,它在O点发射速度的方向(用与x轴正向夹角q表示)与其大小满足的什么关系?
在O点发射的什么方向范围内的粒子才有可能经过(1m,0)点?
(3)对在O点与+y方向成45°
角入射的粒子,在答题卡的图上用圆规和直尺作出它们在x=3m边界上射出的范围,并在各射出点标出速度矢量(要求你画的图能表明各速度的矢量长短关系及方向关系)。
(图中要留下清晰的作图痕迹,使阅卷者能看得清你的作图过程,不要求写出作图依据和作图过程)
18.如图所示,在坐标系第一象限内有正交的匀强电场和匀强磁场,电场强度E=1.0×
103V/m,方向未知,磁感应强度B=1.0T,方向垂直纸面向里;
第二象限的某个圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场B′(图中未画出).一质量m=1×
10-14kg、电荷量q=1×
10-10C的带正电粒子以某一速度v沿与x轴负方向成60°
角的方向从A点进入第一象限,在第一象限内做直线运动,而后从B点进入磁场B′区域.一段时间后,粒子经过x轴上的C点并与x轴负方向成60°
角飞出.已知A点坐标为(10,0),C点坐标为(-30,0),不计粒子重力.
(1)判断匀强电场E的方向并求出粒子的速度v;
(2)画出粒子在第二象限的运动轨迹,并求出磁感应强度B′;
(3)求第二象限磁场B′区域的最小面积.
19.如图甲所示,竖直挡板MN的左侧空间有方向竖直向上的匀强电场和垂直纸面的水平匀强磁场,电场和磁场的范围足够大,电场强度的大小E=40C/N,磁感应强度B随时间变化的关系图象如图乙所示,选定磁场垂直纸面向里为正方向,在时刻,一质量m=8×
10-4kg,带电荷量q=+2×
10-4C的微粒在O点具有竖直向下的速度v=0.12m/s,是挡板MN上一点,直线与挡板MN垂直,取。
求:
⑴微粒下一次经过直线时到O点的距离。
⑵微粒在运动过程中离开直线的最大距离。
⑶水平移动挡板,使微粒能垂直射到挡板上,挡板与O点间距离应满足的条件。
四、填空题(共3小题)
20.两根互相垂直的通电直导线放在同一平面内,彼此绝缘,电流方向如图所示.在两导线周围的四个区域中,肯定不可能出现磁感强度为零的区域是________;
可能出现磁感应强度为零的区域是________.
21.如图所示,在POQ区域内分布有磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,有一束负离子流沿纸面垂直于磁场边界OQ方向从A点射入磁场,已知OA=s,∠POQ=450,负离子的质量为m,带电荷量的绝对值为q,要使负离子不从OP边射出,负离子进入磁场时的速度最大不能超过。
22.如图所示,放在通电螺线管外部的小磁针,静止时N极指向右端,则小磁针所在位置的磁场方向为________,电源的c端为____极,螺线管的a端为____极(N或S).
五、简答题(共3小题)
23.为了进一步提高回旋加速器的能量,科学家建造了“扇形聚焦回旋加速器”.在扇形聚焦过程中,离子能以不变的速率在闭合平衡轨道上周期性旋转.
扇形聚焦磁场分布的简化图如图所示,圆心为O的圆形区域等分成六个扇形区域,其中三个为峰区,三个为谷区,峰区和谷区相间分布.峰区内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,谷区内没有磁场.质量为m,电荷量为q的正离子,以不变的速率v旋转,其闭合平衡轨道如图中虚线所示.
(1)求闭合平衡轨道在峰区内圆弧的半径r,并判断离子旋转的方向是顺时针还是逆时针;
(2)求轨道在一个峰区内圆弧的圆心角θ,及离子绕闭合平衡轨道旋转的周期T;
(3)在谷区也施加垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B′,新的闭合平衡轨道在一个峰区内的圆心角θ变为90°
,求B′和B的关系.已知:
sin(α±
β)=sinαcosβ±
cosαsinβ,cosα=1-2sin2
24.已知山东地面处的地磁场水平分量约为3×
10-5T,某校物理兴趣小组做估测磁体附近磁感应强度的实验.他们将一小罗盘磁针放在一个水平放置的螺线管的轴线上,如下图所示.小磁针静止时N极指向y轴正方向,当接通电源后,发现小磁针N极指向与y轴正方向成60°
角的方向.请在图上标明螺线管导线的绕向,并求出该通电螺线管在小磁针处产生的磁感应强度大小(保留一位有效数字)
25.如图所示,匀强磁场的磁感应强度均为B,带电粒子的速率均为v,带电荷量均为q.试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小,并指出洛伦兹力的方向.
答案解析
1.【答案】D
【解析】当P中通以方向向外的电流时,由安培定则可判断出长直导线P产生的磁场方向为逆时针方向,由左手定则可判断出ab所受的安培力方向垂直纸面向外,cd所受的安培力方向垂直纸面向里,从上往下看,导线框将逆时针转动,选项D正确.
2.【答案】C
【解析】首先把六根通电导线标号
比如说a区域,导线1在a区域磁场方向向里,导线4在a区域磁场方向向外,根据导线1和导线4距离a区相同,所以在a区域磁场大小相等方向相反,同理导线2和导线5在a区域和磁场为零,导线6和导线3在区域a的合磁场为零,同理判断其他区域,可知c区合磁场方向向外,且合磁场最大,C对.
3.【答案】C
【解析】若没有磁场,则到达最低点绳子的张
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