03二轮电场和磁场测试及答案

1、襄阳四中2021届高三物理电场、磁场测试题命题人：梅军审核人：王政良一、选择题每题4分，共48分。在每题给出的四个选项中，有一个或一个以上选项符合题目要求,全部选又的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。1、如下图，质子a ；H 和笊核b 2H 以相同的动量，都垂直磁场边界 入足够大的匀强磁场区，不考虑质子和笊核的重力及相互作用力，以下说法正确的 是：A.它们所受洛仑兹力的大小相同B.它们做圆周运动时的向心加速度大小相同C.它们做圆周运动时的轨道半径相同D.它们在磁场中运动时间相同2、法拉第曾做过如下的实验：在玻璃杯侧面底部装一导体柱并通过导线与电源负极相连，直立的细圆柱形磁铁棒下端固

2、定在玻璃杯底部的中心，往杯内参加水银。 在玻璃杯的正上方。点吊一可自由摆动或转动的直铜棒，铜棒的上端与电源的正极相 接，下端浸入玻璃杯中的水银中。由于水银的密度比铜大， 铜棒会倾斜地与水银相连，此时铜棒静止，如下图。这样，可动铜棒、水银、导电柱和电 源就构成了一个回路。闭合开关S,那么该实验可观察到的现象是：A.铜棒与闭合S前相比，与竖直方向的夹角不变且仍静止B.铜棒与闭合S前相比，与竖直方向的夹角会增大些但仍可静止C.铜棒与闭合S前相比，与竖直方向的夹角会减小些但仍可静止D.铜棒会以磁铁棒为轴转动3、在图中实线框所示的区域内同时存在着匀强磁场和匀强电场。一个带电粒子不计重力恰好能 沿直线MN

3、A左到右通过这一区域。那么匀强磁场和匀强电场的方向可能为以下哪种情况：A.匀强磁场方向竖直向上，匀强电场方向垂直于纸面向外B.匀强磁场方向竖直向上，匀强电场方向垂直于纸面向里C.匀强磁场和匀强电场的方向都水平向右D.匀强磁场方向垂直于纸面向里，匀强电场方向竖直向上4、在我们生活的地球周围，每时每刻都会有大量的由带电粒子组成的宇宙射线向地球射来，地球磁 场可以有效地改变这些宇宙射线中大多数带电粒子的运动方向，使 它们不能到达地面，这对地球上的生命有十分重要的意义。假设有一束宇宙射线在赤道上方沿垂直于地磁场方向射向地球，如图6所示。在地磁场的作用下，射线方向发生改变的情况是A.假设这束射线是由带正

4、电荷的粒子组成，它将向南偏移B.假设这束射线是由带正电荷的粒子组成，它将向北偏移C.假设这束射线是由带负电荷的粒子组成，它将向东偏移D.假设这束射线是由带负电荷的粒子组成，它将向西偏移5、如下图，带电平行板中间的匀强磁场方向水平垂直纸面向里，某带电小球从光滑绝缘轨道上的a点自由滑下，经过轨道端点P进入板间后恰 能沿水平作直线运动， 现使小球从较低的b点开始下滑经P点进入板间，那么在板间的运动过程中A.其动能将会增大B.其电势能将会增大C.小球所受的洛伦兹力将会增大D.小球受到的电场力将会增大6、如图示，圆形区域内有垂直于纸面第匀强磁场，三个质量和电量都相 同第带电粒子a、b、c,以不同速率对准

5、圆心O?&AO方向射入电场，其运动轨 迹如下图。假设带电粒子只受磁场力作用，那么以下说法正确的选项是：A.a粒子动能最大B.c粒子动能最大MN并垂直磁场方向进M M X X X X X Xau uX XX XX Xb b f fN N X XX XX X轨道，并且圆形轨道处在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。质量相同的甲、乙、丙三个小球中，甲球C. c粒子在磁场中运动时间最长D.它们做圆周运动的周期TaTbTc7、如下图,a、b是一对平行金属板，分别接到直流电源两极上，右边有一档板，正中间开有一小孔d,在较大空间范围内存在着匀强磁场，磁感强度大小为B,方向垂直纸面向里，在a、b两板间还

6、存在着匀强电场E.从两板左侧中点C处射入一束正离子不计重力，这些正离子都沿直线运动到右侧，从d孔射出后分成3束.那么以下判断正确的选项是：A.这三束正离子的速度一定不相同B.这三束正离子的比荷一定不相同C. a、b两板间的匀强电场方向一定由a指向bD.假设这三束粒子改为带负电而其它条件不变那么仍d孔射出8、如下图，匀强电场水平向右，虚线右边空间存在着方向水平、垂直纸面向里的匀强磁场，虚线左边有一固定的光滑水平杆，杆右端恰好与虚线重合。有一电荷量为q、质量为m的小球套在杆上并从杆左端由静止释放， 带电小球离开杆的右端进入正交电、 磁场后， 在开始一小段时间内， 小球:A.可能做匀速直线运动B.一

7、定做变加速曲线运动C.重力势能可能减小D.电势能可能增加-I-XXXXXX -0-0-X X X XX X； XZ Z x xX X9、如下图，I、n、出是竖直平面内三个相同的半圆形光滑轨道,K为轨道最低点，I处于匀强磁场中，n和出处于匀强电场中，三个完全相同的带正电小球a、b、c从轨道最高点自由下滑至第一次到达最低点k的过程中，以下说法中正确的有：A.在K处千b速度最大B.在K处千Cc对轨道压力最大C.球b需时最长.球c机械能损失最多10、如下图，ABC为竖直平面内的光滑绝缘轨道，其中AB为倾斜直轨道，BC为与AB相切的圆形带正电、 乙球带负电、 丙球不带电。 现将三个小球在轨道 过圆形轨道

8、的最高点，那么A.经过最高点时，三个小球的速度相等；B.经过最高点时，甲球的速度最小；C.甲球的释放位置比乙球的高；D.运动过程中三个小球的机械能均保持不变。AB上分别从不同高度处由静止释放，都恰好通11、如下图，盘旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的装置.其核心局部是两个D形金属盒，置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连.那么带电粒子加速所获得的最大动能与以下因素有关的是:A.加速的次数C.金属盒的半径.加速电压的大小.匀强磁场的磁感应强度12、如下图，MN或与纸面垂直的匀强磁场是纸面内的一条直线，其所在空间充满与纸面平行的匀强电场场区都足够大，现有一个重力不计的带电粒子从MN上的O

9、点以水平初速度Vo射入场区，以下判断正确的选项是:A.如果粒子回到MN上时速度增大，那么该空间存在的场一定是电场。B.如果粒子回到MN上时速度大小不变，那么该空间存在的场可能是电场。()aI* B JmH2,C.假设只改变粒子的初速度大小， 发现粒子再回到的场一定是磁场。D.假设只改变粒子的初速度大小， 发现粒子再回到MN上时与其所成的锐角夹角不变,那么该空间存在MN上所用的时间不变，那么该空间存在的场一定是磁场。二、计算题。6小题，共72分。按题目要求作答。解答题应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得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。13、10分

10、实验室需要用电子打击静止在 P P 点的粒子，先让电子在直线加速器中经过电压 U U 加速，再 从小孔O O 沿OO方向水平飞出。 OPOP 的距离为d,OPOP 与OO的夹角为0 ,电子的质量为ml电量为-e,-e, 要想电子能打到 P P 点，可在直线加速器左侧加一个垂直于纸面的磁场，求磁感应强度的表达式并说明方 向。八、一办r=0，o-14、12分如下图，在xoy平面内，M而x轴之间有平行于y轴的匀强电场和垂直于xoy平面的匀强磁 场，y轴上离坐标原点3L的A自处有一电子枪，可以沿+x方向射出速度为V0 0的电子质量为m,电量为-e。 如果电场和磁场同时存在，电子将做匀速直线运动.如果撤

11、去磁场只保存电场，电子将从P点离开电场，P点的坐标是2L,5L.不计重力的影响，求：1电场强度E和磁感应强度B勺大小及方向；2如果撤去电场，只保存磁场，电子将从D点图中未标出离开磁场，求D点的坐标及电子在磁场中运动的时间。V V15、12分如下图，磁感应强度大小为B=0.15T,方向垂直纸面向里的匀强磁场分布在半径R=0.10m的圆形区域内，圆的左端点跟y轴相切于直角坐标系原点O,右端跟荧 光屏MN相切于x轴上的A点。置于坐标原点O的粒子源可沿x轴正方向射出速度VO=3.0 x 106m/s的带电粒子流，比荷为q/m=1.0X 108C/kg。不计粒子重力。求：1粒子在磁场中运动的半径2粒子射

12、到荧光屏MN上的点距A点的距离3现以O点并垂直于纸面的直线为轴，将圆形磁场逆时针缓慢旋转90。，在答题纸上用作图法画出此过程中粒子打在荧光屏上的最低点和最高点的位置。16、12分如图甲所示，M、N为竖直放置、彼此平行的两块平板，板间距离为d,两板中央各有一个小孔O、O正对，在两板间有垂直于纸面方向的磁场，磁感应强度随时间的变化如图乙所示垂直纸面向里为B的正方向。有一正离子在t=0时垂直于M板从小孔O射入磁场，正离子质量为m、带电荷量 为q,正离子在磁场中做匀速圆周运动的周期与磁感应强度变化的周期都为T0o不考虑由于磁场变化而产生的电场，不计正离子所受重力。求：1磁感应强度B0的大小. 4二d

13、. .2假设射入磁场时速度VO正离子能否从O点射出？假设不能，它将5T0打到N板上离O点多远处？d2,3要使正离子从O孔垂直于N板射出磁场，正离子射入磁场时速度VO应为多少?17、(12分)如下图，在平行板电容器的两板之间，存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁感应强度BI=0.40T,方向垂直纸面向里，电场强度E=2.0X 105V/m , PQ为板间中线.紧靠平行板右侧边缘xOy坐标系的第一象限内，有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B2=0.25T,磁场边界AO和y轴的夹角/AOy=45.一束带电量q=8.0X 10-19C的同位素正离子从P点射入平行板间， 沿中线PQ做直线运动，穿出平

14、行板后从y轴上坐标为(0, 0.2m)的Q点垂直y轴射入磁场区，离子通过x轴时的速度方向与x轴正方向夹角在4590之间，不计离子重力，求：(1)离子运动的速度为多大？(2) x轴上被离子打中的区间范围？(3)假设只改变AOy区域内磁场的磁感应强度大小，使离子都不能打到x轴上，磁感应强度大小B2应满足什么条件?(1)求离子打到y轴上的范围;(2)假设在某时刻沿+x方向放射各种速率的离子，求经过x10s时这此3离子所在位置构成的曲线方程；(3)假设从某时刻开始向y轴右侧各个方向放射各种速率的离子，求经过5 :75 X10时已进入磁场的离子可能出现的区域面积。319、 (选做题)如下图， 空间分布着

15、有理想边界的匀强电场和匀强磁场.匀 强磁场分为I、n两个区域.其边界为MN、PQ,磁感应强度大小均为B,方向如下图，I区域高度为d, n区域的高度足够大.一个质量为m、电量为q的带正电的小球从磁场上方的O点由静止开始下落，进入电、磁复合场后，恰能做匀 速圆周运动.假设带电小球能进入n区域，h应满足什么条件？(2)假设带电小球经一定的时间后恰能回到 。点，h应满足什么条件？(3)假设带电小球第一次射出边界MN时与射入点相距为d, h应满足什么条件?18、(14分)如下图，在y轴右侧平面内存在方向向里的匀强磁场，磁感应强度大小标原点o有一放射源，可以向y轴右侧平面沿各个方向放射比荷为m =2.5父

16、10，Kg/Cq离子速率分别在从0到最大值=2106m/s的范围内，不计离子之间的相互作B=0. 5T,坐的正离子，这些用。y.02R襄阳四中2021届高三物理电场、磁场测试题答题卡姓名 学号 分数13、10分14、12分15、12分16、12分17、12分18、14分123456789101112CDBCDABCBBCDBCBCCDCDACD参考答案选择题:计算题13、设磁感应强度为B,电子速率为v,电子做圆周运动的半径为1在电子加速过程对电子用动能定理-mv2=eU22电子做匀速圆周运动洛仑兹力作为向心力evB = m匚Rmv - R =deB根据电子轨迹得到几何关系Rsin二-d22只有

17、磁场时， 电子受洛伦兹力做圆周运动，设轨道半径为R,由牛顿第二定律有2v。ev0B = mR，由得R=2L电子在磁场中运动的轨道如下图，由几何关系得所以OD=Rcos30=，3L，即D点的坐标为3L,0-2sin1；2mU解出B二-:-,方向垂直纸面向里14、1只有电场时，电子做类平抛运动到D点,2L =-那么沿Y轴方向有2沿v0方向有v0t=2LeEt2mD-2E工由得eL电子做匀速运动时有,沿y y轴负方向eE = evoB由解得mv。eL,垂直纸面向里-Rotantan . .：j j = =3L3L -2L-2L2L2LJIa.=6 6一2 r 2 m电子在磁场中运动的周期为T, T

18、=-v。10)-eB16、1正离子射入磁场，洛仑兹力提供向心力做匀速圆周运动的周期2联立1、2两式得磁感应强度34二d，12联立1、3并将v v0二二7代入得:5T0R=0. 4d 4正离子在MN间的运动轨迹如下图。将打到图中的B点，由图中可知,ABC =30故L=R+RCOS30=1 R=d2 . 3517、1：离子在两板间时有：qE =qvB1解得：v=5.0 x 105m/s2当通过x轴时的速度方向与x轴正方向夹角为45时, 到达x轴上的M点，如下图，那么：门=0.2m1分所以：OM=V2r1= 0.2 J2m当通过x轴时的速度方向与x轴正方向夹角为90时，到达x轴上的N点，那么：电子在磁场中运动的时间为n-dt =3T =1T2二32二m-3eB15、1粒子在磁场中作匀速圆周运动，设半径为r,由牛顿第二定律可得：2_Vo _,mvoqv0B =m -,所以r =-,rqB代入数据可得：r=0.20m2作出粒子运动轨迹如图1所示。粒子在B点射出，磁场中转过的偏向角为r R -。，由图可得：tan = = 0.52 r由数学知识可得:0 02tantan1:-2.211 - tan一42所以PA =Rtan 1-0.1 m = m ： 0.13m315作图说明：以 。为圆心、OA为半径作出圆孤 交AE孤于B点，连接CB