高中物理磁场同步测试题.doc
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高中物理磁场同步测试题.doc
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磁场测试题
1.地球赤道上某处有一竖直的避雷针,当带有正电的乌云经过避雷针的上方时,通过避雷针放电,则地磁场对避雷针作用力的方向为[]
A.正南B.正东C.正西D.正北
2.关于磁感应强度B,下列说法中正确的是(试探电流元是指一段特别短的通电导线)
A.磁场中某点磁感应强度B的大小,跟放在该点的试探电流元IL的乘积有关系
B.磁场中某点磁感应强度B的方向,跟放在该点的试探电流元所受磁场力方向一致
C.在磁场中某点试探电流元不受磁场力的作用时,该点磁感应强度B值大小为零
D.在同一个磁场的磁感线分布图上,磁感线越密集的地方,磁感应强度B越大
θ
A
B
θ
B
B
θ
C
B
θ
D
B
3.质量为m的金属导体棒置于倾角为θ的导轨上,棒与导轨间的动摩擦因数为μ,当导体棒通以垂直纸面向里的电流时,恰好能在导轨上静止.如图所示的四个侧视图中,标出了四种匀强磁场方向,其中棒与导轨间的摩擦力可能为零的是[]
4.如图所示,条形磁铁放在光滑斜面上(斜面固定不动),用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡,A为水平放置的直导线的截面,导线中无电流时,磁铁对斜面的压力为F1;当导线中有电流时,磁铁对斜面的压力为F2,此时弹簧的伸长量减小.则[]
N
SN
AN
A.F1>F2,A中电流方向向外
B.F1>F2,A中电流方向向内
C.F1 h D.F1 5.如图所示,质量为m、电荷量为q的带电液滴从h高处自由下落,进入一个互相垂直的匀强电场和匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面,磁感应强度为B,电场强度为E.已知液滴在此区域中做匀速圆周运动,则圆周运动的半径R为[] A.B.C.D. 6.一带电粒子在垂直于匀强磁场方向的平面内,在磁场力的作用下做圆周运动.要想确定带电粒子的比荷,则下列说法真确的是[] A.只需要知道磁感应强度B和运动周期T B.只需要知道轨道半径R和磁感应强度B C.只需要知道轨道半径R和运动速度v D.只需要知道运动速度v和磁感应强度B 7.如图所示,带有正电荷的A、B粒子同时从匀强磁场边界的P点分别以30°和60°(与边界的夹角)射入磁场,又同时从磁场边界的Q点飞出,设边界上方的磁场范围足够大,下列说法中正确的是[] P Q B vA vB A.若A粒子是α粒子,则B粒子可能是质子 B.若A粒子是α粒子,则B粒子可能是氘核 C.A、B粒子的速度之比为 D.A、B粒子的速度之比为 B C 甲 乙 a c b d 8.如图,ab和cd为两条相距较远的平行直线,ab的左边和cd的右边均存在磁感应强度为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场,虚线是由两个相同的半圆和与半圆相切的两条线段组成,甲、乙两粒子以一定初速度从如图位置开始向两边运动,轨迹正好和虚线重合,它们在C点碰撞后结合为一体向右运动,若整个过程中不计粒子重力,则下列说法正确的是[] A.开始时甲的动量一定比乙的动量小 B.甲带的电量一定比乙带的电量多 C.甲、乙结合后运动的轨迹始终和虚线重合 D.甲、乙结合后运动的轨迹和虚线不重合 9.在回旋加速器中[] A.电场用来加速带电粒子,磁场则使带电粒子回旋 B.电场和磁场同时用来加速带电粒子 C.在交流电压一定的条件下,回旋加速器的半径越大,同一带电粒子获得的动能越大 D.同一带电粒子获得的最大动能只与交流电压的大小有关,而与交流电压的频率无关 U S1 S2 S3 B D A 10.一束带电粒子(可能含有多种电荷量和质量不同的粒子),从容器A下方的小孔S1飘入加速电场,然后让粒子经小孔S2、S3垂直进入匀强磁场中做匀速圆周运动,最后打在照相底片上的同一点D,如图所示.则关于这束粒子中各种粒子的电荷量、质量关系,下列说法中正确的是[] A.电荷量与质量的比值一定相同 B.电荷量一定不同 C.质量一定相同 D.电荷量一定相同 a b c d B + _-_ 11.如图所示,a、b是一对平行金属板,分别接到直流电源两级上,在a、b两板间形成匀强电场E.右边有一挡板(图中未画出),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.现从两板左侧中点c处垂直于电场和磁场方向不断射入正离子(不计重力),这些正离子都沿直线运动到右侧,从d孔射出后分成三束,则下列判断正确的是[] A.这三束正离子的比荷一定相同 B.这三束正离子的质量一定相同 C.这三束正离子的电荷量一定有三种不同的数值 D.这三束正离子的比荷一定有三种不同的数值 12.目前,世界上正在研究一种新型发动机叫磁流体发动机,如图所示.它的发电原理为: 将一束等离子体垂直于磁场方向射入磁场,在磁场中有两块正对金属板A、B,这时金属板上就会聚集电荷,产生电压.如果射入的等离子体速度均为v,两金属板的长度为L,板间距离为d,板平面的面积为S,匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直于速度方向,负载电阻为R,等离子体充满两板间的空间.当发动机稳定发电时,电流表示数为I,则板间等离子体的电阻率为[] N S A B R A 等离子体 A. B. C. a b c d D. 二、填空题(本题共3小题,每题4分,共20分) d O x y 13.如图所示,三根长直通电导线b、c、d电流大小相同,b、d导线电流垂直纸面向里,c导线电流垂直于纸面向外,a点为bdI + - 的中点,ac垂直bd,且ab=ad=ac.则a点磁感应强度的方向为_________________________. 14.如图所示,在阴极射线管正上方平行放一通有强电流的长直导线,则阴极射线将___________________________. 15.一带电粒子以速度v从平面直角坐标原点O沿x轴方向垂直射入宽度为d的匀强磁场区域,如图所示.粒子从磁场边缘的P点射出时速度方向偏转了60°角,那么P点的坐标为________________ 三、计算论述题(本题共4小题,共40分,解答时写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后结果不得分) θ B a b 16.(8分)如图所示,两平行光滑导轨相距20cm,金属棒MN质量为20g,其电阻值R0=1.0Ω,匀强磁场竖直向上,磁感应强度1.0T,电源电动势12V,内阻r=1Ω,倾角θ为53°.接通电源后,ab棒在导轨上刚好静止,求电路中串联的电阻R的值是多少? (g取10m/s2) A O D B C E 17.(8分)如图所示的区域中,左边为垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,右边是场强未知的匀强磁场,其方向平行于OC且垂直于磁场.一质量为m、电荷量为+q的带电粒子从A孔以初速度v0垂直于AO进入匀强磁场中,并恰好从C孔垂直于OC射入匀强磁场,最后打在D点,已知OD=2OC,不计粒子的重力,求: (1)粒子从A到D所用的时间t (2)场强E的大小 (3)粒子到达D点的动能EkD 18.(12分)质量为m、电荷量为-q的小物体A放在倾角为θ=37°(sin37°=0.6,cos37°=0.8)的绝缘固定斜面上,整个斜面处于范围足够大、方向水平向右的匀强电场中,如图所示.物体A在斜面上由静止开始下滑,与斜面间的动摩擦因数为μ,在电场中受到的电场力等于重力的一半.经时间t后突然在斜面区域加上范围足够大的匀强磁场,方向垂直纸面向里,磁感应强度大小为B,此后物体A沿斜面继续下滑L后离开斜面.已知重力加速度为g,求: (1)加磁场前,物体A在斜面上的运动的距离s. E A θ (2)加磁场后,物体A离开斜面时的速度v的大小. (3)物体A在斜面上运动全过程中有多少能量转化为内能? (结果用字母表示) B A C E θ α O v0 19.(12分)如图所示区域中,x轴上方有磁感应强度为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场,x轴下方有场强为E,方向与y轴夹角θ=45°且斜向上匀强电场.今有一质子以速度v0由y轴A点沿y轴正方向射入磁场,质子在磁场中运动一段时间后从C点进入x轴下方的匀强电场区域,在C点速度方向与x轴正方向夹角为α=45°.已知质子的质量为m、电荷量为q.区域内磁场和电场足够大.求: (1)质子第三次穿越x轴时的位置D. (2)质子从A点运动到D点所经历的时间t. 参考答案 1.B 在赤道外,地磁场方向由南向北,乌云放电电流向下,由左手定则可知避雷针受力方向正东,故B正确. 2.D 根据磁感应强度定义: (I⊥B),当I∥B时,.B有磁场本身性质决定与试探电流元无关,故A错;由左手定则知: B⊥F,B错;当F=0时,不一定B=0还可能I∥B,C错;由磁感线性质可知D正确. 3.ACD 根据左手定则画出4种情况的受力图示: F安 F安 F安 F安 θ A B θ B B θ C B θ D B F支 F安 F安 G G G G 当f=0,ACD可能平衡,故ACD正确. N SN AN G F B F支 4.D 当导线有电流时,弹簧弹力减小说明磁铁受到向右磁场力F,故压力F2>F1,且导线受到向左的安培力如图所示.由左手定则知电流向里,故D正确. 5.AC 开始液滴做自由落体运动: ① 进入磁场后做匀速圆周运动,故② 由③ 由①②③得: ,故AC正确. 6.A 由得: 要求出须知: v、B、R;由得: 要求出须知: B、T.故A正确. vB P Q OB rB θB B粒子 vA OA rA P Q vA θA A粒子 7.AD 如图分别画出A、B粒子运动轨迹草图: 设: PQ=l,则: ;. ;.有周期公式知: ; 粒子在磁场中运动时间: ; 由,得: ①若A为α粒子,B为质子正好满足①式,故A正确. 由半径公式得: 。 。 ② 由①②得,故D正确 8.BC 甲、乙粒子碰撞时动量守恒且向右运动得: ①,故A错. 由图知: 甲、乙粒子r一样.②即: ③ 由①②得: ,故B正确 碰后粒子整体及圆周④(q甲-q乙为整体电荷量) 由动量守恒定律得: ⑤ 由②④⑤得: ,故C正确. 9.AC电场的作用是使粒子加速,磁场的作用是使粒子回旋,故A选项正确;粒子获得的动能,对同一粒子,回旋半径越大,粒子获得的动能越大,故C选项正确. 10.A 设粒子的电荷量q,质量m开始粒子加速: ① 进入磁场做匀速圆周运动: ②由①②得 因为U、B、r一样,则一样,故A正确. 11.D 粒子在金属板(速度选择器)受到洛仑兹力f洛和电场力F,则,即: Eq=Bqv因此可见所有正离子速度一样,但在磁场中分成三束,可见r不一样. 由∝即不一样,故D正确. 12.等离子体经过磁场时,正电荷向A板聚集,负电荷向B板聚集,进而形成由A→B的电场,当①时电流稳定.AB板电势: ε=Ed② a b c d Bc Bb Bd 由闭合电路欧姆定律得: ③(r为等离子体的电阻) 由电阻定律得: ④(d为等离子体的长度) 由①②③④得: ,D正确. 13.沿纸面由d指向b,由安拉定则画出三根导线在a点的磁感线如图,因为ab=ad=ac,所以|Bd|=|Bc|=|Bb|.由矢量合成知: a点合磁场沿纸
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- 高中物理 磁场 步测 试题