【精品试卷】人教版高中物理选修3-1高二理科实验班《磁场》单元测试题复习专用试卷
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O
x
y V 0 a b
高中物理学习材料 (精心收集**整理制作)
高二理科实验班《磁场》单元测试题
一、选择题(每题5分,共50分。
在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确。
全部选对的得5分,选不全的得3分,有选错或不答的得0分。
)
1.用同一回旋加速器分别对质子(1
1H)和氘核(2
1H)进行加速,当
它们都从D 形盒边缘离开加速器时,质子与氘核获得的动能之比为
A .1:1
B .2:1
C .4:1
D .1:2
2.从太阳或其他星体上放射出的宇宙射线中含有高能带电粒子,若到 达地球,对地球上的生命将带来危害.图为地磁场的分布图,对
于地磁场宇宙射线有无阻挡作用的下列说法中,正确的是
A .地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在南北两极最强,赤道附近最弱
B .地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在赤道附近最强,两极地区最弱
C .地磁场对宇宙射线的阻挡作用各处相同
D .地磁场对宇宙射线无阻挡作用
3.如图所示,两根垂直纸面、平行且固定放置的直导线M 和N ,通有同向等值电流;沿纸面与直导线M 、N 等距放置的另一根可自由移动的通电导线ab ,则通电导线ab 在安培力作用下运动的情况是
A .沿纸面逆时针转动
B .沿纸面顺时针转动
C .a 端转向纸外,b 端转向纸里
D .a 端转向纸里,b 端转向纸外
4.带电粒子(不计重力)以初速度V 0从a 点进入匀强磁场,如图。
运动中经过b 点,oa=ob 。
若撤去磁场加一个与y 轴平行的匀强电场,仍以V 0从a 点进入电场,粒子仍能通过b 点,那么
电场强度E 与磁感强度B 之比E/B 为:
A .V 0
B .1
C .2V 0
D .
2
V 5.如图所示,要使线框abcd在受到磁场力作用后,ab边向纸外,cd边向纸里转动,可行的方法是:
A .加方向垂直纸面向外的磁场,通方向为a→b→c→d→a的电流
B .加方向平行纸面向上的磁场,通以方向为a→b→c→d→a电流
C .加方向平行于纸面向下的磁场,通以方向为a→b→c→d的电流
D .加方向垂直纸面向内的磁场,通以方向为a→d→c→b→a的电流
6.如图所示,用绝缘细线悬吊着的带正电小球在匀匀强磁场中做简谐运动,则 A .当小球每次通过平衡位置时,动能相同 B .当小球每次通过平衡位置时,速度相同 C .当小球每次通过平衡位置时,丝线拉力相同 D .撤消磁场后,小球摆动周期变化
7.如图,带电平行金属板中匀强电场方向竖直上,匀强磁场方向垂直纸面向里,带电小球从光滑绝缘轨道上的a 点由静止滑下,经过1/4圆弧轨道从端点P (切线水平)进入板间后恰好沿水平方向做直线运动,现使带电小球从比a 点稍低的b 点由静止滑下,在经过P 点进入板间的运动过程中( )
A .带电小球的动能将会增大
B .带电小球的电势能将会增大
C .带电小球所受洛伦兹力将会减小
D .带电小球所受电场力将会增大
8.一个水平放置的挡板ab 中间有一小孔S ,一个质量为m 、带电量为+q 的带电小球,从S 处无初速度地进入一个足够大的匀强磁场中,磁场方向垂直纸碗里,磁感应强度大小为B ,如图所示.小球最后将向右做匀速直线运动,则( )
A .小球最后的速度为q
B mg
2 B .小球最后与ab 的距离为2222B q g m
C .磁场对小球共做功2
22
22B
q g m D .以上说法都不对 9.如图所示,在某空间同时存在着相互正交的匀强电场E 和匀强磁场B ,电 场方向竖直向下,有质量分别为m 1、m 2的a 、b 两带负电的微粒,a 的电量为q 1,恰能静止于场中空间的c 点,b 的电量为q 2,在过c 点的竖直平面内做半径为r 的匀速圆周运动,在c 点a 、b 相碰并粘在一起后做匀速圆周运动,则()
A.a 、b 粘在一起后在竖直平面内以速率B q q m m r ()1212
++做匀速圆周运动
B.a 、b 粘在一起后仍在竖直平面内做半径为r 的匀速圆周运动
C.a 、b 粘在一起后在竖直平面内做半径大于r 的匀速圆周运动
D.a 、b 粘在一起后在竖直平面内做半径为
q q q r 2
12
+的匀速圆周运动 10.如图所示,宽h =2cm 的有界匀强磁场,纵向范围足够大,磁感应强度的方向垂直纸面向内,现有一群正粒子从O 点以相同的速率沿纸面不同方向进入磁场,若粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径均为r =5cm ,则()
A .右边界:-4cm<y <4cm 有粒子射出
B .右边界:y >4cm 和y <-4cm 有粒子射出
C .左边界:y >8cm 有粒子射出 c B
E
O
x/c
2 y/c
a b
P - +
D .左边界:0<y <8cm 有粒子射出 二、填空题:15分
11.如图所示,同一平面内有两根互相平行的长直导线1和2,通有大小相等、方向相反的电流,a 、b 两点与两导线共面,a 点在两导线的中间与两导线的距离均为r ,b 点在导线2右侧,与导线2的距离也为r .现测得a 点磁感应强度的大小为B ,则去掉导线1后,b 点的磁感应强度大小为 ,方向 .
12.一个质量为m 电荷量为q 的带电粒子从x 轴上的P (a ,0)点以速度v ,沿与x 正方向成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中,并恰好垂直于y 轴射出第一象限。
求匀强磁场的磁感应强度B= ,射出点的坐标( , ) 。
三.计算题((本题共3小题,共35分。
要求写出必要的文字说明、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,答案中应明确写出数值和单位。
)
13.(10分)如图所示,两根平行金属导轨M 、N ,电阻不计,相距0.2m ,上边沿导轨垂直方向
放一个质量为m =
kg 1052
-⨯均为金属棒ab ,ab 的电阻为0.5Ω.两金属棒一端通过电阻R 和电源相连.电阻R =2Ω,电源电动势E =6V ,内源内阻r =0.5Ω,如果在装置所在的区域加一个匀强磁场,
使ab 对导轨的压力恰好是零,并使ab 处于静止.(导轨光滑)求所加磁场磁感强度的大小和方向.
14.(12分)PQ 为一根足够长的绝缘细直杆,处于竖直的平面内,与水平夹角为θ斜放,空间充满磁感应强度B 的匀强磁场,方向水平如图所示。
一个质量为m ,带有负电荷的小球套在PQ 杆上,小球可沿杆滑动,球与杆之间的摩 擦系数为μ(μ<tg θ),小球带电量为q 。
现将小球由静止开始释 放,试求小球在沿杆下滑过程中:
(1)小球最大加速度为多少?此时小球的速度是多少? (2)下滑过程中,小球可达到的最大速度为多大? 15.(13分)在以坐标原点 O 为圆心、半径为 r 的圆形区域内,存在磁感应强度大小为 B 、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,如图所示。
一个不计重力的带电粒子从磁场边界与 x 轴的交点 A 处以速度 v 沿-x 方向射入磁场,它恰好从磁场边界与 y 轴的交点 C 处沿+y 方向飞出。
(1)请判断该粒子带何种电荷,并求出其比荷q/m ;
(2)若磁场的方向和所在空间范围不变,而磁感应强度的大小变为'B ,该粒子仍从 A 处以相同的速度射入磁场,但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角,求磁感应强度'B 多大?此次粒子在磁场中运动所用时间 t 是多少?
y x
o
v
v
a
O /
参考答案
1. B
2. B 3、D 4、C 5、B 6、A 7、AB 8、B 9、D 10、AD
11 B/2,垂直纸面向外 12、
(0,a 3)。
13.解:因ab 对导轨压力恰好是零且处于静止,ab 所受安培力方向一定向上且大小等于重力,
由左手定则可以判定B 的方向水平向右,ab 上的电流强度
A
2A 5.05.026
=++=++=
ab r r R E I .
F =ILB =mg
(T)
25.1T 2.0210
1052=⨯⨯⨯==-IL mg B
14.(1) a g v mg qB m ==sin ,cos /θθ
(2) v mg qB m =+(sin cos )/θμθμ
15.(10分)
(1)由粒子的飞行轨迹,利用左手定则可知,该粒子带负电荷。
粒子由 A 点射入,由 C 点飞出,其速度方向改变了 90°,则粒子轨迹半径
R r =
○1 又2
v qvB m
R
= ○2 则粒子的比荷 q v
m Br
=
○
3
(2)粒子从 D 点飞出磁场速度方向改变了 60°角,故 AD 弧所对圆心角 60°,粒子做圆周运
动的半径
'cot 303R r r ==
○
4 又
''mv
R qB =
○
5 所以
3
'3
B B =
○
6 粒子在磁场中飞行时间
112366'3m r
t T qB v
ππ==⨯=
○
7。