贵州省毕节市大方县德育中学高二年级章节检测 高二物理

3/3贵州省毕节市大方县德育中学2019学年高二年级章节检测磁场共80分,考试时间60分钟。一、单项选择题(共8小题,每题3.0分,共24分)1.质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具．如下图为质谱仪的原理示意图,现利用质谱仪对氢元素进行测量．让氢元素三种同位素的离子流沉着器A下方的小孔s无初速度飘入电势差为U的加速电场．加速后垂直进入磁感强度为B的匀强磁场中．氢的三种同位素最后打在照相底片D上,形成a、b、c三条“质谱线〞．那么以下判断正确的选项是()A．进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氕、氘、氚B．进入磁场时动能从大到小排列的顺序是氕、氘、氚C．在磁场中运动时间由大到小排列的顺序是氕、氘、氚D．a、b、C三条“质谱线〞依次排列的顺序是氕、氘、氚2.如下图．有四根彼此绝缘的通电直导线处在同一平面里,I1=I3＞I2＞I4,要使O点磁场增强那么以切断那根导线中的电流？〔〕A．切断I1B．切断I2C．切断I3D．切断I43.如下图,用天平测量匀强磁场的磁感应强度,以下各选项所示的载流线圈匝数相同,边长NM相等,将它们分别挂在天平的右臂下方,线圈中通有大小相同的电流,天平处于平衡状态,假设磁场发生微小变化,天平最容易失去平衡的是()A．B．C．D．4.电荷在垂直于磁场方向上运动时,磁场对运动电荷的洛伦兹力等于电荷的电荷量、速率和磁场的磁感应强度B三者的乘积,即F＝qvB,该式中四个物理量在国际单位制中的单位依次为()A．J,C,m/s,TB．N,A,m/s,TC．N,C,m/s,TD．N,C,m/s,Wb5.三根完全相同的长直导线互相平行,通以大小和方向都相同的电流．它们的截面处于一个正方形abcd的三个顶点a、b、c处,如下图．每根通电长直导线在其周围产生的磁感应强度与距该导线的距离成反比,通电导线b在d处产生的磁场磁感应强度大小为B,那么d处的磁感应强度大小为()A．2BB．BC．3BD．3B6.如下图,小磁针放置在螺线管轴线的左侧．当螺线管通以恒定电流时,不计其它磁场的影响,小磁针静止时N极的指向是〔〕A．向左B．向右C．向上D．向下7.粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍,两粒子均带正电荷．让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动．磁场方向垂直于纸面向里．那么以下四个图中,能正确表示两粒子运动轨迹的是()8.如下图,直角三角形OAB区域内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场,C为AB的中点,现有比荷相同的两个分别带正、负电的粒子(不计重力)沿OC方向同时从O点射入磁场,以下说法正确的选项是()A．假设有一个粒子从OA边射出磁场,那么另一个粒子一定从OB边射出磁场B．假设有一个粒子从OB边射出磁场,那么另一个粒子一定从CA边射出磁场C．假设两个粒子分别从A、B两点射出磁场,那么它们在磁场中运动的时间之比为2∶1D．假设两个粒子分别从A、B两点射出磁场,那么它们在磁场中运动的轨道半径之比为1∶二、多项选择题(共4小题,每题4.0分,共16分)9.(多项选择)如下图,宽h＝2cm的有界匀强磁场,纵向范围足够大,磁感应强度的方向垂直纸面向内,现有一群正粒子从O点以相同的速率沿纸面不同方向进入磁场,假设粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径均为r＝5cm,那么()A．右边界：－4cm<y<4cm有粒子射出B．右边界：y>4cm和y<－4cm有粒子射出C．左边界：y>8cm有粒子射出D．左边界：0<y<8cm有粒子射出10.(多项选择)如下图,在x轴上方的空间存在着垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度的大小为B.许多相同的离子,以相同的速率v,由O点沿纸面向各个方向(y＞0)射入磁场区域．不计离子所受重力,不计离子间的相互影响．图中曲线表示离子运动的区域边界,其中边界与y轴交点为M,边界与x轴交点为N,且OM＝ON＝L.由此可判断()A．这些离子是带负电的B．这些离子的比荷为＝C．当离子沿y轴正方向射入磁场时会经过N点D．沿y轴正方向射入磁场的离子经时间离开磁场11.(多项选择)如下图,一根通电的直导体放在倾斜的粗糙斜面上,置于图示方向的匀强磁场中,处于静止状态.现增大电流,导体棒仍静止,那么在增大电流过程中,导体棒受到的摩擦力的大小变化情况可能是()A．一直增大B．先减小后增大C．先增大后减小D．始终为零12.以下说法中正确的选项是()A．磁场看不见、摸不着,所以它并不存在,它是人们为了研究问题方便而假想出来的B．同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引C．磁体和通电导体都能产生磁场D．假设小磁针始终指向南北方向,那么小磁针的附近一定没有磁铁二、计算题：13.〔12分〕如图甲所示,在坐标系xOy平面内,y轴的左侧有一个速度选择器,其中电场强度为E,磁感应强度为B0.粒子源不断地释放出沿x轴正方向运动,质量均为m、电量均为＋q、速度大小不同的粒子．在y轴的右侧有一匀强磁场,磁感应强度大小恒为B,方向垂直于xOy平面,且随时间做周期性变化(不计其产生的电场对粒子的影响),规定垂直xOy平面向里的磁场方向为正,如图乙所示．在离y轴足够远的地方有一个与y轴平行的荧光屏．假设带电粒子在y轴右侧运动的时间到达磁场的一个变化周期之后,失去电荷变为中性粒子．(粒子的重力忽略不计)(1)从O点射入右侧磁场的粒子速度多大；(2)如果磁场的变化周期恒定为T＝πm/Bq,要使不同时刻从原点O进入变化磁场的粒子做曲线运动的时间等于磁场的一个变化周期,那么荧光屏离开y轴的距离至少多大；(3)荧光屏离开y轴的距离满足(2)的前提下,如果磁场的变化周期T可以改变,试求从t＝0时刻经过原点O的粒子打在荧光屏上的位置离x轴的距离与磁场变化周期T的关系．14〔8分〕.某地地磁场的磁感应强度大约是4.0×10－5T．一根长为500m的电线,电流为10A,该导线受到的最大磁场力是多少？15〔20分〕.如下图是测量带电粒子质量的仪器工作原理示意图。设法使某有机化合物的气态分子导入图中所示的容器A中,使它受到电子束轰击,失去一个电子变成正一价的分子离子。分子离子从狭缝s1以很小的速度进入电压为U的加速电场区(初速不计),加速后,再通过狭缝S2、S3、方向垂直于磁场区的界面PQ,方向垂直于磁场区的界面PQ,射入磁感强度为B的匀强磁场。最后,分子离子打到感光片上,形成垂直于纸面而且平行于狭缝s3的细线。假设测得细线到狭缝s3的距离为d,试导出分子离子的质量m的表达式．答案解析A2D3.A4.C5.C6.A7.8.C9.AD10.CD11.AB12.BC13.【答案】(1)(2)2(3)T<Tm＝【解析】(1)因为粒子在速度选择器中运动时受力平衡,即qvB0＝Eq,解得v＝(2)带电粒子进入y轴右侧之后,在磁场中运动的半径为r＝＝因为磁场的变化周期恒为T＝,所以粒子在该磁场中运动半个周期所转过的角度为90°,任一时刻进入y轴右侧磁场的粒子其运动轨迹如图甲所示为使粒子在磁场中运动满一个变化周期,荧光屏离开y轴的距离应该为x＝2rsinα＋2rsin(90°－α)＝2rsinα＋2rcosα＝2sin(45°＋α)当α＝45°时,x的值最大,最大值为x＝2r＝2(3)因为带电粒子在两个磁感应强度大小相等的磁场中运动的时间相等,所以其轨迹具有对称性,如图乙所示,其经过一个磁场变化周期之后的速度方向与x轴方向平行,且此时距x轴的距离为y＝2r(1－cosθ)式中的θ为粒子在变化的磁场中运动半个周期所转过的角度,其余周期T的关系为＝,那么θ＝所以经过一个周期后,距x轴的距离为y＝2(1－cos)由于只有在y轴的右侧才有变化的磁场,所以带电粒子最大转过的角度不会超过150°,如图丙所示,即磁场的变化周期有一个最大值,＝,所以T<Tm＝14.【答案】0.2N【解析】电流处在地磁场中,根据磁感应强度的定义,只有电流与磁