高二物理同步测试(2)-磁场二

高二物理同步测试（2）—磁场二本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。满分100分，考试用时90分钟。第Ⅰ卷（选择题，共32分）一、选择题：（每小题至少有一个选项是正确的，请把正确的答案填入答题卡中，每小题4分，共32分，漏选得2分，错选和不选得零分）1．关于磁场和磁感线的描述，正确的说法是：A．磁感线从磁体的N极出发，终止于S极B．磁场的方向就是通电导体在磁场中某点受磁场作用力的方向C．沿磁感线方向，磁场逐渐减弱D．在磁场强的地方同一通电导体受的安培力可能比在磁场弱的地方受的安培力小2．带电粒子（不计重力）可能所处的状态是①在磁场中处于平衡状态②在电场中做匀速圆周运动③在匀强磁场中做抛体运动④则在匀强电场中做匀速直线运动：A、①②B、①③C、②③D、②④3．如图18-1所示，弹簧秤下挂一条形磁铁，其中条形磁铁N极的一部分位于未通电的螺线管内，下列说法正确的是①若将a接电源正极，b接负极，弹簧秤示数减小②若将a接电源正极，b接负极，弹簧秤示数增大③若将b接电源正极，a接负极，弹簧秤示数增大④若将b接电源正极，a接负极，弹簧秤示数减小A、①②B、①③C、②③D、②④4．如图18-2，在半径为R的圆内有一磁感应强度为B的向外的匀强磁场，一质量为m，电量为q的粒子（不计重力），从A点对着圆心方向垂直射入磁场，从C点飞出，则A．粒子带正电（）B．粒子的轨道半径为R图18-1图18-2C．A、C二点相距3RD．粒子在磁场中运动的时间为πm/3Bq5．如图18-3所示，连接平行板金属板的导线的一部分CD与另一连接电池的回路的一部分EF平行，CD、EF均在纸面内，金属板与纸面垂直，板间有垂直于于纸面向里的磁场。当一束等离子体射入两金属板中间时，关（）于CD段导线将受到力的作用，下列说法正确的是：A．等离子体从右方射入，CD受力的方向背离EFB．等离子体从右方射入，CD受力的方向指向EFC．等离子体从左方射入，CD受力的方向背离EFD．等离子体从左方射入，CD受力的方向指向EF6．如图18-4所示中一个带电粒子，沿垂直于磁场方向射入一匀强磁场，粒子的一段迹如图，径迹上的每一小段都可近似看成圆弧，由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小（带电量不变），从图中情况可以确定（）A．粒子从a到b，带正电B．粒子从b到a，带正电C．粒子从a到b，带负电D．粒子从b到a，带负电7．如图18-5所示，电子束沿x轴的正向运动，则电子束产生的磁场在y轴上A点方向是（）A．z轴正方向B．z轴负方向C．y轴正方向D．y轴负方向8．一带电微粒M在相互垂直的匀强电场、匀强磁场中作匀速圆周运动，匀强电场竖直向上，匀强磁场水平且垂直纸面向里，如图18-6所示，下列说法正确的是（）A．沿垂直纸面方向向里看，微粒M的绕行方向为逆时针方向B．运动过程中外力对微粒作功的代数和为零，故机械能守恒C．在微粒旋转一周的时间内重力作功为零图18-3图18-4图18-6图18-5D．沿垂直纸面方向向里看，微粒M的绕行方向既可以是顺时针也可以是逆时针方向图第Ⅱ卷（非选择题，共68分）二、填空题（每空4分，共28分，请把答案填写在题中横线上）9．如图18-7所示，马蹄形磁铁两极间的导体棒ab，当通有自b向a的电流时受到向右的安培力的作用，则磁铁的上端是极。如果磁铁上端是S极，导体棒中的电流方向自a到b，则导体棒受到的安培力的方向向。10．如图18-8所示，在轻弹簧的下端悬挂一个边长为L的正方形金属线框。金属线框的下边放在磁感应强度为B的匀强磁场中，当线框中的电流为I时，弹簧仍保持原长，线框恰好平衡。现断开电路，使线框中的电流为零，线框开始向下运动。当线框向下运动到最低点时，弹簧的弹性势能增加了E，则线框下降的距离x=。11．边长为d的正方形区域ABCD内有如图18-9所示的匀强磁场，磁感应强度为B，一束电子在A处沿着A指向B的方向射入。设电子的质量为m、电量e，那么在磁场中能停留的最长时间为；能在CD边上射出磁场的电子中具有的最大速度值为。12．如图18-10所示，电子射线管（A为其阴极），放在蹄形磁轶的N、S两极间，射线管的AB两极分别接在直流高压电源的极和极。此时，荧光屏上的电子束运动径迹偏转。（填“向上”、“向下”“不”）。三、计算题（本题共4小题，共40分，解答应写明必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位）13．如图18-11所示，绝缘光滑斜槽轨道与一竖直放置半径为R=0.5m图18-10图18-7图18-8图18-9图18-11的绝缘光滑圆形轨道相接，圆形轨道处在如图所示的匀强磁场中，磁感应强度B=0.5T。有一质量m=1×10—4kg、电荷量q=1.6×10—3C的带正电球，从斜槽上A点由静止滑下，当A距地面高H多大时，球恰能通过圆轨道的最高点。14．在互相垂直的匀强磁场的匀强电场中固定放置一光滑的绝缘斜面，其倾角为θ，设斜面足够长，磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向外，电场方向竖直向上，如图18-12所示。一质量为m带电量为q的小球静止放在斜面的最高点A，小球对斜面的压力恰好为零。在释放小球的同时，将电场方向迅速改为竖直向下，电场强度大小不变，设B、q、θ和m为已知。求：（1）小球沿斜面下滑的速度v为多大时，小球对斜面的正压力再次为零？（2）小于从释放到离开斜面一共历时多少？15．如图18-13所示，x轴上方有匀强磁场B，下方有匀强电场E。电量为q、质量为m的粒子在y轴上，重力不计，x轴上有一点M（L，0），要使粒子在y轴上由静止释放能达到M点。问：（1）带电粒子应带何种电荷？释放位置离O点须满足什么条件？（2）粒子从出发点运动到M点经历的时间多长？图18-13图18-1216．如图18-14所示是一宽D=8cm的同时存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场区域，一束带电粒子（重力不计）以速度v0垂直射入时恰好不改变运动方向。若粒子射入时内有电场，可测得粒子束穿过电场时沿竖直方向向上偏了3.2cm；若粒子射入时只有磁场，问（1）粒子在磁场中的运动情况如何？（2）粒子离开磁场时偏离原方向多少距离？物理参考答案（二）1．D；2．A；3．B；4．ACD；5．AD；6．B；7．B；8．AC；9．N，右；10．F/ILB；11．πm/qB，qBd/m；12．负极；正；向下；13．解：在圆弧的最高点，小球做圆周运动，受力分析如图，由牛顿第二运动定律得：mg+N—qvB=mv2/R（3分）图18-14当N=0时，小球在最高点具有最小速度，即mg—qvB=mv2/R10-3-0.8×10-3v=2×10-4v2得v=1m/s，（v=-5m/s舍去）（3分）小球从A到C过程利用动能定理，mg（H-2R）=mvC2/2-01×10-4×10×（H-2×0.5）=1/2×10-4×12得H=1.05m（4分）14．（1）当小球静止放在斜面的最高点A时，小球对斜面的压力恰好为零，则有mg=Eq电场反向后，小球做加速运动，所受的洛仑兹力将增大，当小球对斜面的正压力再次为零时有（mg+Eq）cosθ=qvB解得v=2mgcosθ/qB（5分）（2）小球在平行于斜面方向上只受重力和电场力的分力作用，则有（mg+Eq）sinθ=ma则a=2gsinθ即小球做匀加速运动，小球从释放到离开斜面一共历时t=v/a=mtgθ/qB。（5分）15．解：（1）带电粒子要在电场中向上加速，所以带电粒子应带负电荷。（2分）设释放点离原点距离为d，负电荷在电场中加速，由动能定理得：Eqd=mv2/2………………①负电荷在磁场中做匀速圆周运动，其运动半径为R，qvB=mv2/R…………………②又由题意得：2nR=L……③联立①②③式得d=qB2L2/8n2mE，n=1、2、3……。……④（4分）（2）带电粒子实际运动轨迹如图所示，它运动到M点的时间有二部分组成。设粒子从出发点到原点的时间为t1，则在电场中运动的时间为tE=（2n-1）t1，由运动学方程d=Eqt12/2m………⑤联立④⑤式得t1=BL/2nE带电粒子在磁场中运动的时间tB=nπm/qB所以带电粒子从出发点运动到M点的总时间为t=tE+tB=（2n-1）BL/2nE+nπm/qB（4分）16．解：粒子在复合场中、电场中和磁场中运动情况各有不同，（1）电场和磁场共存时，带电粒子匀速直线运动，则有：Eq=qv0B……①（2分）（2）只有电场时，带电粒子只受电场力做类平抛运动，则有：水平方向D=v0t……②竖直方向Y=Eqt2/2m………③解①②③联立的方程组代入Y=0.032m得qB2/mE=10；（3分）（3）只有磁场时，带电粒子只受洛仑兹力做匀速圆周运动，则有：qBv0=mv02/R得：R=mE/qB2=0.1m带电粒子从进入磁场到出磁场过程的轨迹如图所示，设粒子在磁场中偏离原方向的距离为d，通过几何关系得R2=D2+（R-d）2把R=0.1m、D=0.08m代入得d=0.04m。（5分）审定意见：对原题中部分旧题和公式不标准的问题进行了修改。审稿人：贾玉兵