高二物理磁场测试题及答案

高二物理同步测试（4）—磁场本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分.满分100分，考试用时60分钟.第Ⅰ卷（选择题，共40分）一、选择题（每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是正确的，全部选对得4分，对而不全得2分。）1．下列四个实验现象中，不能表明电流能产生磁场的是（）A．甲图中，导线通电后磁针发生偏转B．乙图中，通电导线在磁场中受到力的作用C．丙图中，当电流方向相同时，导线相互靠近D．丁图中，当电流方向相反时，导线相互远离2．由磁感应强度的定义式B=F/IL可知（）A．若某处的磁感应强度为零，则通电导线放在该处所受安培力一定为零B．通电导线放在磁场中某处不受安培力的作用时，则该处的磁感应强度一定为零C．同一条通电导线放在磁场中某处所受的磁场力是一定的D．磁场中某点的磁感应强度与该点是否放通电导线无关3．如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在其左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线，当导线中通以图示方向的电流时（）A．磁铁对桌面的压力增大，且受到向右的摩擦力作用B．磁铁对桌面的压力减小，且受到向右的摩擦力作用C．磁铁对桌面的压力增大，且受到向左的摩擦力作用D．磁铁对桌面的压力减小，且受到向左的摩擦力作用4．从太阳或其他星体上放射出的宇宙射线中含有大量的高能带电粒子，这些高能粒子流到达地球会对地球上的生命带来危害，但是由于地球周围存在磁场，地磁场能改变宇宙射线中带电粒子的运动方向，对地球上的生命起到保护作用，如图所示。那么（）A．地磁场对宇宙射线的阻挡作用各处相同B．地磁场对垂直射向地球表面的宇宙射线的阻挡作用在南、北两极最强，赤道附近最弱C．地磁场对垂直射向地球表面的宇宙射线的阻挡作用在南、北两极最弱，赤道附近最强D．地磁场会使沿地球赤道平面内射来的宇宙射线中的带电粒子向两极偏转5．如图所示，弹簧秤下挂一条形磁铁，其中条形磁铁的一半位于未通电的螺线管内，下列说法正确的是（）A．若将a接电源正极，b接负极，弹簧秤示数减小B．若将a接电源正极，b接负极，弹簧秤示数增大C．若将b接电源正极，a接负极，弹簧秤示数增大D．若将b接电源正极，a接负极，弹簧秤示数减小6．一个带电粒子，沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场，粒子的一段径迹如图所示，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．如图所示的天平可用采测定磁感强度．天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽为l，共N匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面．当线圈中通有电流I(方向如图)时，在天平左、右两边加上质量各为m1、m2的砝码，天平平衡．当电流反向(大小不变)时，右边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡，由此可知：（）A．磁感强度的方向垂直纸面向里，大小为NIlgmm)(21B．磁感强度的方向垂直纸面向里，大小为NIlmg2C．磁感强度的方向垂直纸面向外，大小为NIlgmm)(21D．磁感强度的方向垂直纸面．向外，大小为NIlmg28．如图所示，长方体玻璃水槽中盛有NaCl的水溶液，在水槽左、右侧壁内侧各装一导体片，使溶液中通入沿x轴正向的电流I，沿y轴正向加恒定的匀强磁场B．图中a、b是垂直于z轴方向上水槽的前后两内侧面，则（）A．a处电势高于b处电势B．a处离子浓度大于b处离子浓度C．溶液的上表面电势高于下表面的电势D．溶液的上表面处的离子浓度大于下表面处的离子浓度9．质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所示，离子源S产生的各种不同正离子束(速度可看作为零)，经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达记录它的照相底片P上，设离子在P上的位置到入口处S1的距离为x，可以判断（）A．离子束是同位素，则x越大，离子质量越大B．若离子束是同位素，则x越大，离子质量越小C．只要x相同，则离子质量一定相同D．只要x相同，则离子的荷质比一定相同10．如图，在00yx、的空间中有恒定的匀强磁场，磁感强度的方向垂直于oxy平面向里，大小为B。现有一质量为m电量为q的带电粒子，在x轴上到原点的距离为0x的P点，以平行于y轴的初速度射入此磁场，在磁场作用下沿垂直于y轴的方向射出此磁场。不计重力的影响。由这些条件可知，A．不能确定粒子通过y轴时的位置B．不能确定粒子速度的大小C．不能确定粒子在磁场中运动所经历的时间D．以上三个判断都不对第Ⅱ卷（非选择题，共60分）二、填空题（每小题6分，共24分。把正确答案填写在题中的横线上，或按题目要求作答。）11．如图所示，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A、B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”）。12．如图所示，在倾角都为θ的光滑导轨上，放一根长为l、质量为m的金属棒ab，在两通电金属棒所在空间存在磁感应强度为B、方向竖直向上的匀强磁场，金属棒ab在磁场中始终处于静止状态，则金属棒ab中的电流大小为_______，方向为______。13．电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图所示，利用这种装置可以把质量为g的弹体（包括金属杆EF的质量）加速到6km/s.若这种装置的轨道宽2m，长为100m,通过的电流为10A，则轨道间所加匀强磁场的磁感应强度为_____T，磁场力的最大功率P=________W（轨道摩擦不计）.14．40年代，我国物理学家朱洪元先生提出：电子在加速器中匀速圆周运动时会发出“同步辐射光”，光的频率是电子的回转频率的n倍，现在“同步辐射光”已被应用于大规模集成电路的光刻工艺中。设同步辐射光频率为f，电子质量为m，电量为e，则加速器磁场感应强度B的大小为，若电子的回转半径为R，则它的速度为。三、计算题（共36分。要求写出必要的文字说明、主要方程式和重要演算步骤，有数值计算的要明确写出数值和单位，只有最终结果的不得分。）15．（18分）如图所示，重为3N的导体棒，放在间距为d=1m的水平放置的导轨上，其中电源电动势E=6V，内阻r=，定值电阻R0=，其它电阻不计。试求：（1）若磁场方向垂直导轨平面向上，大小为B=2T（图未画出），要使导体棒静止不动，导轨与导体棒间的摩擦力至少为多大？（2）若磁场大小不变，方向与导轨平面成60角。如图所示，此时导体棒所受的摩擦力多大？16．（18分）在如图所示的空间区域里，y轴左方有一匀强电场，场强方向跟y轴正方向成60°，大小为N/C100.45E；y轴右方有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B=．有一质子以速度v=×610m/s，由x轴上的A点（10cm，0）沿与x轴正方向成30°斜向上射入磁场，在磁场中运动一段时间后射入电场，后又回到磁场，经磁场作用后又射入电场．已知质子质量近似为m=×2710kg，电荷q=×1910C，质子重力不计．求：（计算结果保留3位有效数字）（1）质子在磁场中做圆周运动的半径．（2）质子从开始运动到第二次到达y轴所经历的时间．（3）质子第三次到达y轴的位置坐标．高二物理同步测试（4）参考答案1．B2．D3．B化出磁感线用右手定则判断，在利用作用力与反作用力的关系。4．C对垂直射向地球表面的宇宙射线，在两极因其速度方向和地磁场的方向接近平行，所受洛伦兹力较小，因而产生的阻挡作用较小；而在赤道附近，宇宙射线速度方向和地磁场方向接近垂直，所受洛伦兹力较强，能使宇宙射线发生较大偏转，即产生较强的阻挡作用。5．AC6．B由于电离粒子的能量逐渐减小，所以半径减小，粒子从b到a。7．B8．B9．AD10．D11．负极，正，向下12.tanmgBl，b流向a13．×10-5，×10-314．2πmf/ne，2πRf/n15．（1）以金属棒为研究对象，受力分析如图甲∵棒静止不动∴水平方向Ff=F安根据闭合电路欧姆定律得：rREI0棒所受安培力F安=Bid∴Ff=F安=NrRBEd1)(0（2）棒受力分析如图乙∵安培力的大小没变而此时棒对轨道的正压力数值是比原来增大。所以棒与轨道间的最大静摩擦力增大，棒仍静止。NFFf23sin安16．（1）质子在磁场中受洛伦兹力做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律，RvmqvBf2得质子做匀速圆周运动的半径为m10.0qBmvR；（2）由于质子的初速度方向与x轴正方向夹角为30°，且半径恰好等于OA，因此，质子将在磁场中做半个圆周到达y轴上的C点，如答图所示．根据圆周运动的规律，质子做圆周运动周期为qBmTπ2，质子从出发运动到第一次到达y轴的时间1t为s1057.1π271qBmTt，质子进入电场时的速度方向与电场的方向相同，在电场中先做匀减速直线运动，速度减为零后反向做匀加速直线运动，设质子在电场中运动的时间2t，根据牛顿第二定律，22tvmqE，得s100.1272qEmvt．因此，质子从开始运动到第二次到达y轴的时间t为s1057.2721ttt．（3）质子再次进入磁场时，速度的方向与电场的方向相同，在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，到达y轴的D点．根据几何关系，可以得出C点到D点的距离为30cos2RCD；则质子第二次到达y轴的位置为cm6.34cm320m32.030cos230cos22RROCCDy．即质子第三次到达y轴的坐标为（0，）．