高二物理上学期月考试题(磁场)-人教版[

长汀一中2005—2006学年高二月考物理试题（磁场）（满分100分，完卷时间：60分钟）一、选择题：（每小题只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3分，共21分，）1．关于安培力和洛伦兹力，如下说法中正确的是（）A．带电粒子在磁场中运动时，一定受到洛伦兹力作用B．放置在磁场中的通电导线，一定受到安培力作用C．洛伦兹力对运动电荷一定不做功D．洛伦兹力对运动电荷的冲量一定为零2．关于磁感线和电场线，下述说法正确的是（）A．磁感线是闭合曲线，而静电场的电场线不是闭合曲线B．磁感线和电场线都是一些互相平行的曲线C．磁感线起始于N极，终止于S极；电场线起始于正电荷，终止于负电荷D．磁感线和电场线都只能分别表示磁场和电场的方向3、如下图中的甲、乙、丙所示，氢原子中的每个电子都绕原子核做匀速圆周运动，它们的轨道半径相等，旋转方向相同。给甲、乙两原子加垂直电子轨道平面的匀强磁场，方向如图所示。三个原子中电子的旋转角速度分别设为1、2和3，那么（）A、123B、132C、132D、1234．如图所示装置中，劲度系数较小的金属弹簧下端恰好浸入水银中，电源的电动势足够大，当闭合开关S后，弹簧将A．保持静止B．收缩C．变长D．不断上下振动vrvrBvrB甲乙丙5．如图所示，水平导线中通有稳恒电流I，导线正下方的电子e的初速度方向与电流方向相同，其后电子将A．沿路径a运动，轨迹是圆。B．沿路径a运动，曲率半径变小。C．沿路径a运动，曲率半径变大D．沿路径b运动，曲率半径变小。6、如图所示，固定的直导线通以自右向左的电流，上方有一线框与导线在同一竖直平面，并通以图示的电流，则线框会作下列哪种运动（）A、靠近导线移动B、向右移动C、离开导线移动D、绕OO′轴转动7．如图所示为质谱仪测定带电粒子质量的装置的示意图．速度选择器（也称滤速器）中场强E的方向竖直向下，磁感应强度B1的方向垂直纸面向里，分离器中磁感应强度B2的方向垂直纸面向外．在S处有甲、乙、丙、丁四个一价正离子垂直于E和B1入射到速度选择器中，若m甲=m乙m丙=m丁，v甲v乙=v丙v丁，在不计重力的情况下，则分别打在P1、P2、P3、P4四点的离子分别是（）A．甲乙丙丁B．甲丁乙丙C．丙丁乙甲D．甲乙丁丙二、填空题（每空3分，共30分，请把答案填写在题中横线上）1．一带电微粒在正交的匀强电场和匀强磁场的竖直平面内做匀速圆周运动，如下图（1）所示。则微粒带电性质是和环绕方向是.（1）2、如上图（2）所示，正方形区域abcd中充满匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，一个氢核从ac边的中点m沿着既垂直于ac边又垂直磁场的方向，以一定速SB2P1P2P3P4B1abcdooIabcdmn图(2)度射入磁场，正好从ab边中点n射出磁场，若将磁场的磁感应强度变为原来的2倍，其他条件不变，则这个氢核射出磁场的位置是.3．如图所示，半径为r的圆形区域内存在着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。现有一带电离子（不计重力）从A以速度v沿圆形区域的直径射入磁场，已知离子从C点射出磁场的方向与AO间的夹角为60º，该离子带电荷；该离子的电荷量与质量之比q/m为；运动时间是．4．半径为R的四分之一光滑圆弧的绝缘轨道，如图所示。O为圆心，OA为水平半径，一质量为m，电量为q的带正电小球，从A点由静止滑下，经过最低点B时对轨道的压力为零，则该区域内匀强磁场的磁感应强度为方向为。5、以相同动量垂直进入磁场的质子和粒子，它们的回转半径之比为，周期之比为三、计算题（本题共3小题，共49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）1、（13分）平面金属导轨与水平面成角放置，两导轨间接有电动势为E，内阻为r的电源，两导轨间距为L，导轨上沿垂直两导轨方向放置一质量为m，电阻为R的金属棒ab。整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，如图所示。导轨的电阻和摩擦都不计，则：（1）使金属棒能静止在平行导轨上，所加磁场的磁感应强度是多大？（2）若使棒静止在斜面上且对斜面无压力，应加匀强磁场磁磁感应强度的最小值为多大？方向如何？2、（15分）如图所示的矩形区域abcd内有一个与此区域平面垂直的匀强磁场，已知矩形区域的边长是ab=L,bc=1.73L。一带电正粒子质量为m，电量为q，从b点沿与bc成300角方向射入该磁场区域后，经时间t又从a点射出。现要加一平行与纸面的匀强电场，使上述粒子恰能从d点射出，不计重力，求磁场的方向和所加电场场强E的大小和方向.3.（21分）如图所示，在0y空间存在匀强电场，场强沿y轴负方向；在0y的空间中，存在匀强磁场，磁场方向垂直xy平面（纸面）向外，一电荷量为q、质量为m的带正电的运动粒子，经过y轴上y=h处的点P1时速率为v0,方向沿x轴正方向，然后经过x轴上2xh处的P2点进入磁场，并经过y轴上y=—2h处的P3点.不计重力，求：（1）电场强度的大小；（2）粒子到达P2时速度的大小，方向；（3）磁感应强度的大小.V0abcd300P1P2P3xyo长汀一中2005—2006学年高二月考物理（磁场）答题卷一、选择题二、填空题1、2、3、4、5、三、计算题：1、2、3、参考答案一、选择题（每小题3分，共21分）题号1234567答案CABDCAB二、填空题（每空3分，共30分）1、负电逆时针2、a点3、负/3vBr33rv4、32mgqR垂直于纸面向外5、2:11:2三、计算题1、（14分）解：（1）依题意，对金属棒ab进行受力分析，如右图所示EIRr①…………2分tanFmg②…………2分FBIL③…………2分由①②③式得：tanEBLmgRr()tanmgRrBEL………………2分（2）金属棒ab静止在斜面上且对斜面压力为零，则安培力F′与重力G构成一对平衡力，受力如右图Fmg④…………（2分）FBIL⑤…………（1分）EIRr⑥…………（1分）由④⑤⑥式得EBLmgRr…………………………………………（1分）()mgRrBEL…………………………………………（1分）方向水平向左……………………………………………………（1分）2、（15分）解：如图，粒子从a点射出时，圆心角为1200，磁场方向应垂直于纸面向里……（2分）0232cos30233LLrL…………………………（2分）0033mvqBrqBLrvqBmm…………（2分）233TmtqB………………………………………（2分）23mBqt…………………………………………（1分）依题意，要使粒子恰能从d点射出，则粒子受到的电场力与洛伦兹力平衡，故电场方向应垂直于bd向下……………………………………（2分）F洛=F电…………………………（2分）0qvBEq0EvB3233qBLmmqtV0abcd300120022232993BLmltqt……………………………………（2分）3、（20分）解：（1）粒子在电场和磁场中运动轨迹如图所示。设粒子由P1运动到P2的时间为t，电场强度的大小为E，粒子在电场中做类势运动，由牛顿第二定律和运动学公式有：qEma……………………（2分）02vth……………………（2分）212hat………………………（2分）由上列三式解得：202mvEqh……（2分）（2）粒子到达P2时速度沿切线方向，水平分量为0v，以1v为速度沿y方向速度分量的大小，v表示速度的大小，为速度与x轴的夹角，则：212vah……………………………………（2分）2210vvv………………………………（2分）10tanvv…………………………………（1分）由上列三式可得：10vv…………………………（1分）又解得：02vv…………………………………（1分）（3）设磁场的磁感应强度为B，在洛伦兹力作用下粒子做匀速圆周运动，由牛顿第二定律可得：2mvqvBr………………………………（2分）r是圆周的半径，与x轴、y轴的交点分别为P2、P3P1P2P3xyo因为023,45OPOP……………………（1分）由几何关系可知，连线P2P3为圆周的直径，由几何关系可求得：2rh…………………………………………（1分）最后解得：0mvBqh………………………………（1分）