高三物理专业班单元测试试题《磁场》

1、高三物理专业班单元测试试题磁场、本题共10小题,每小题4分，共40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4分，选不全的得2分，有选b®A®dC2.在蹄形磁铁的上方用橡皮绳悬挂一根通电直导线CD，电流的方向如图所示，在磁场力的作用下，直导线CD将A向下平动，橡皮绳再伸长一些B向纸面外平动，橡皮绳再伸长一些CC端向纸面外转动，D端向纸里转动，橡皮绳再伸长一些DD端向纸面外转动，C端向纸里转动，橡皮绳缩短一些3.在y>0的区域内存在匀强磁场，磁场垂直于图中的Oxy平面，方向指向纸外，原点O处有一离子源，沿各个方向射出速率

2、相等的同价正离子，对于速度在Oxy平面内的离子，它们在磁场中做圆弧运动的圆心所在的轨迹，可用下面给出的四个半圆中的一个来表示，其中正确的是错或不答的得0分1.如图所示，三根长直导线通电电流大小相同，通电方向为b导线和d导线垂直纸面向里，C导线向纸外，a点为bd的中点，ac垂直bd，且ab=ad=ac。贝Ua点磁感应强度的方向为：A垂直纸面指向纸外B垂直纸面指向纸里C沿纸面由d指向bD沿纸面由a指向c4关于质子、a粒子、氘核等三种粒子的运动，下列判断正确的是A. 以相同速度垂直射入同一匀强磁场中时，做圆周运动的半径都不同B. 如垂直射入同一匀强磁场做圆周运动的半径相同，那么氘核动能最大C. 如果

3、从同一点以相同速度垂直射入同一匀强磁场，然后飞向荧光屏，在屏上就有三个光点D. 在同一匀强磁场中做匀速圆周运动的氘核和a粒子的角速度一定相同（垂直纸面向里）从静止开始自.不计重力，则5.空间存在竖直向下的匀强电场和水平方向已知一离子在电场力和洛仑兹力共同作用下，到达B点时速度为零，C为运动的最低点A. 该离子带负电B. A、B两点位于同一高度C. C点时离子速度最大D. 离子到达B点后，将沿原曲线返回6.关于磁场的磁感强度，下列说法中正确的是的匀强磁场，如图所示,A点沿曲线ACB运动，Ti根据定义B磁感应强度磁感应强度在确定的磁场中，同一点的磁感应强度是确定的，不同点的磁感应强度可能不同，磁感

4、线密的地方磁感应强度大些，磁感线疏的地方磁感应强度小些7.在如图所示的匀强电场（场强为E）和匀强磁场（磁感应强度为B）共存的场区内，一电子沿垂直电场线和磁感线方向以速度A.B.C.D.B是矢量，方向与导线受力F的方向一致B是矢量，方向与过该点的磁感线的切线方向相同若若若若vovovovo> E/B,> E/B,VE/B,vE/B,电子沿轨迹电子沿轨迹电子沿轨迹电子沿轨迹voI运动,n运动,I运动,n运动,身寸入场区，则射出场区时，速度射出场区时，速度射出场区时，速度v>vovvvov>voXXXXXXX4x"XXX1r/E!XnxXIXIL，磁场中某点的磁感强

5、度B与F成正比，与I成反比8. 如图所示为质谱仪测定带电粒子质量的装置的示意图粒子的速度选择器中场强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Bi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Pi、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9. 如图所示，在铁环上用绝缘导线缠绕两个相同的线圈a和b.a、如图所示的电流I,A.向下偏转B.向上偏转C.向左偏转D.向右偏转b串联后通入方向Iv向左运动，则10.

6、如图所示，在通电直导线下方，有一电子沿平行导线方向以速度关于电子的运动轨迹和运动半径的判断正确的是A将沿轨迹B.将沿轨迹C将沿轨迹D.将沿轨迹I运动，半径越来越小I运动，半径越来越大II运动，半径越来越小II运动，半径越来越大二、按题目得要求作答，解答时应写出必要得文字说明、方程式和重要步骤，只写出最后答案得不能得分，有数值计算得题，答案中必须明确写出数值和单位（110分）11. 如图所示，一电子垂直电场线以速度v0射入平行带电金属板间，从a点射出两板时速度为V1.现在两板间再加一垂直纸面向里的匀强磁场，电子恰可从b点射出两板.若ob=oa，求电子从b点射出时的速度大小.+V0aU0-XXX1

7、2. 如图所示，在光滑的绝缘水平面上，有直径相同的两个金属球a和b,质量分别为ma=2m,mb=m.b球带正电荷2q，静止在磁感强度为B的匀强磁场中。a球不带电且以速度V0进入磁场与b球发生正碰。若碰后b球对桌面压力恰好为零，求对桌面压力是多大?13.如图所示，U形平行金属导轨与水平面成37°角，金属杆ab横跨放在导轨上,其有效长度为0.5m，质量为0.2kg，与导轨间的动摩擦因数为0.1。空间存在竖直向上的磁感应强度为2T的匀强磁场。要使ab杆在导轨上保持静止，则ab中的电流大小应在什么范围？假设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。14. 如图所示，在互相垂直的水平方向的匀强电场（E已知

8、）和匀强磁场（B已知）中，有一固定的竖直绝缘杆，杆上套一个质量为m、电量为q的小球，它们之间的摩擦因数为卩，现由静止释放小球，试分析小球运动的加速度和速度的变化情况，并求出最大速度vm（已知mg>3qE15. 如图12-13所示，在yv0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xy平面并指向纸面外，磁感强度为B.一带正电的粒子以速度vo从0点射入磁场，入射方向在0.若粒子射出磁场的位置与0点的距离为I，求该xy平面内，与x轴正向的夹角为粒子的电量和质量之比q/m.16. 一种称为质量分析器”的装置如图所示.A表示发射带电粒子的粒子源，发射的粒子在加速管B中加速，获得一定的速率后于C处进入圆型

9、细弯管（四分之一圆弧），在磁场力的作用下发生偏转，然后进入漂移管D如果给定偏转管道中心轴线的半径、磁场的磁感应强度、粒子的电荷和速率，则只有一定质量的粒子能从漂移管道D中引出。已知带正电荷q=1.6X10-19c的粒子，质量为m=5.0X10"26kg,初速率可认为是零,经加速管B加速后速率为v=8.0X105m/s。求：（1）加速管B两端的加速电压应为多大？（2）若圆型细弯管中心轴线的半径R=0.25m,为了使粒子能从漂移管道D中引出，则在图中虚线正方形区域内应加磁感应强度为多大的匀强磁场？17. 如图（a）所示,两块水平放置的平行金属板A、B,板长L=18.5cm,两板间距d=3

10、cm,两板之间有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B=6.0X10-2t,两板加上如图（b）所示的周期性电压，刚开始时A板带正电，当t=0时，有一个质量m=1.0X10-12kg,带电量q=+1.0X10'6C的粒子，以速度v=600m/s,从距A板2.5cm处沿垂直于磁场、平行于两板的方向射入两板之间，若不计粒子的重力（计算时取n=3.0）.求（1）粒子在01X10-4s内做什么运动？位移多大？带电粒子从射入到射出板间所用的时间L.1J?u/V/t*ALXXXX1.08rIlli11141V0dHI141|li|il.|iii*i.41111t/X04sXXX01234B1!(b)

11、(a)18. 如图所示，在以0为圆心，R为半径的圆形区域内，有一个水平方向的匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外，竖直平行放置的极板A、K相距为d，AK之间的电压可以调节，Si、S2为A、K极板上的两个小孔，且S“S2和0三点在垂直极板的同一直线上，0S2=R，0点跟收集器D之间的距离为H,H>R，质量为m、电量为q的正离子经S1进入电场后，自S2向中心射去，不计离子进入电场时的初速度和重力，问(1) 为使正离子经S2进入磁场做圆周运动后，以跟进入时的速度相垂直的方向离开磁场，A、K之间的电压应为多大？(2) 在满足(1)的条件下，离子自Si到收集器D总共需要多少时间？高三物

12、理专业班单元测试试题磁场答案卷11.解+V0e14.解15. 解16.解(-*-017.解u/V1.08(b)18.解mg答案图1高三物理专业班单元测试试题磁场参考答案题号12345678910答案:CCADBCCDBCBBA11.两板间只有电场时，电子从a点射出时，电场力对电子做正功1212W=2mv1-士mv0若两板间再加一个匀强磁场，则电子从b点射出时，电场力对电子做负功_V=1mv2-2mVo由以上两式求解可以得到v2=如0-V12. a球进入磁场以V做匀速直线运动直至与b球碰撞，两球碰撞时动量守恒,有maVo=maVa+mbVb由电荷守恒得qa=qb=q碰后b球受磁场力，且对桌面压力

13、恰好为零mbg=qvbB由式和式解得va=v0与Vo同方向2qB对于a球mag-Na-qvaB=0a球对桌面的压力为mg、5Na二mag-qB（v。）mg-qv°B2qB213. 金属杆受力如答案图1所示,由平衡条件可知当电流较小时，mgsin0=卩（mgcos0+Fsin0）+Fcos0F=BIL晋（叮产©ABL'cos廿十+sin廿,当电流较大时I=皿（引n+COS）=184A1.21AWI<1.84ABL'cose-»sin日丿14. 静止释放小球后小球沿杆下滑，由左手定则可以确定小球所受电场力和洛仑兹力沿同一个方向，这两力中洛仑兹力不

14、断加大，使小球受摩擦力也不断变大，以至最后小球处于受力平衡状态，故小球的加速度不断变小，速度不断变小，直到作稳定的匀速运动由平衡条件可知mg=u(qE+qBvm)v_mg-代EmPqB15. 带正电粒子射入磁场后，由于受到洛仑兹力的作用，粒子将沿答案图2所示的轨迹运动，从A点射出磁场，0、A向与x轴的夹角仍为0.,V。”mw由qv°B=m解得R=-qB由几何关系可得=Rsinv2间的距离为联立、两式解得9二2v°sin"mIB12qU=gmv/口mv得up5=1.°x1°V16. (1)对带电粒子在加速过程中应用动能定理(2)粒子做匀速圆周运动

15、应用牛顿运动定律mvB=1.°T2vqvB=mR17. (1)F电=qU=1.°X1°-6x1.°8N=3.6X1°-5Nd°.°3F洛=qvB=3.6x1°-5n因为F电=卩洛=3.6X1°-5N所以粒子在第一个t°=1.°X1°-4s内做匀速直线运动，其位移-4s=vt°=6°°x1°m=°.°6m=6cm2在第二个t°内，由于u=0,粒子做匀速圆周运动，根据Bqv=m其周期T和轨道半径R分别为:T-2m=1X10-4s=t0qBR=-0.01m=1cmv2.1/2cm(碰不到A板)qB所以粒子在第二个to内恰好完成一次圆周运动如此往复，经过5个to,粒子向前18cm，还有0.5cm才能射出两板由答案图3所示，粒子径5t°后做圆周运动的圆心角为0,05051贝Usin0=所以0=30