高二物理试题

试卷第=page11页，共=sectionpages33页试卷第=page11页，共=sectionpages33页物理试题一、单选题（每题4分）1．下列情景中，关于通电导线在磁场中所受安培力的方向判断正确的是（A．通电导线静止，磁场垂直纸面向里B．磁场与竖直方向的夹角为，电流方向垂直纸面向里C．磁场竖直向上，导轨水平放置D．导体棒静止，磁场竖直向上2．关于带电粒子在匀强磁场中的运动，下列说法正确的是（）A．带电粒子飞入匀强磁场后，一定做匀速圆周运动B．带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时，速度一定不变C．带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时，洛伦兹力的方向总和运动方向垂直D．带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时，加速度一定保持不变3．如图所示为一圆形区域的匀强磁场，在O点处有一放射源，沿半径方向射出速率为v的不同带电粒子，其中带电粒子1从A点飞出磁场，带电粒子2从B点飞出磁场，不考虑带电粒子的重力，则（）A．带电粒子1的比荷与带电粒子2的比荷的比为1∶B．带电粒子1的比荷与带电粒子2的比荷的比为∶1C．带电粒子1与带电粒子2在磁场中运动时间的比为2∶3D．带电粒子1与带电粒子2在磁场中运动时间的比为1∶34．如图所示是20世纪30年代劳伦斯发明的回旋加速器的原理图，他的发明为人类进一步探索微观世界的奥秘提供了强有力的条件。现在回旋加速器也被广泛运用于人们的生产、生活中，例如：癌症的治疗、工业探伤、食品的防腐与保鲜、复合材料的生产以及医疗用品消毒等。下列关于回旋加速器的相关说法正确的是（）A．回旋加速器是利用磁场对运动电荷的作用使带电粒子加速的B．被加速的粒子获得的最大动能是由通过交变电场的次数决定的C．增大缝隙间交变电压的值就能使被加速的粒子获得的最大动能增大D．如果磁场保持不变，加速比荷不同的带电粒子时必须调节缝隙间交变电场的频率5．如图，虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点，大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点，在纸面内沿不同方向射入磁场。若粒子射入速率为v1，这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上；若粒子射入速率为v2，相应的出射点分布在三分之一圆周上。不计重力及带电粒子之间的相互作用。则v2∶v1为（）A．∶2 B．∶1 C．∶1 D．3∶二、多选题（每题6分，部分4分）6．如图，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距，均通有电流I，L2中电流向与L3中的相同，L1与L3中的相反。下列说法正确的是（）A．L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直B．L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面平行C．L1，L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为D．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为7．薄铝板将垂直纸面向外的匀强磁场分成Ⅰ、Ⅱ两个区域。一高速带电粒子穿过铝板后速度减小，所带电荷量保持不变。一段时间内带电粒子穿过铝板前后在两个区域运动的轨迹均为圆弧，如图中虚线所示。已知区Ⅰ的圆弧半径小于区域Ⅱ的圆弧半径，粒子重力忽略不计。则该粒子（）A．带正电 B．带负电C．一定从区域I穿过铝板到达区域Ⅱ D．一定从区域Ⅱ穿过铝板到达区域Ⅰ8．如图所示，在真空中xOy坐标平面内的第一象限区域，存在垂直平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。现有一质量为m、电荷量大小为q的带电粒子，从y轴上的M点沿着与y轴正方向成角度射入磁场。点M的坐标为（0，a），不计粒子重力，则下列说法中正确的是（）A．若粒子带正电，则在磁场中运动的时间为B．若粒子带负电，粒子有可能通过坐标原点C．若粒子垂直x轴射出磁场，则粒子在磁场中的运动时间为D．若粒子垂直x轴射出磁场，则出射点与O点的距离为9．如图甲所示为一个质量为m、电荷量为＋q的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中，（不计空气阻力），现给圆环向右的初速度v0，在以后的运动过程中，圆环运动的速度图象可能正确的是（）A． B． C． D．10．如图甲所示，用电流天平测量匀强磁场的磁感应强度，挂在天平右下方的单匝矩形线圈中通入如图乙所示的电流，此时天平处于平衡状态，现保持边长和电流大小，方向都不变，将该矩形线圈短边放在磁场中，如图丙所示，挂在天平的右臂下方，则（）A．左盘中加入适当砝码，天平仍可平衡 B．线圈受安培力变大C．天平向右下方倾斜 D．天平向左下方倾斜三、解答题（每题25分）11．如图所示，水平导轨间距为L=0.5m，导轨电阻忽略不计。导体棒ab垂直导轨放置，质量m=1kg，电阻R0=0.9Ω，与导轨接触良好。电源电动势E=10V，内阻r=0.1Ω，电阻R=4Ω。外加匀强磁场的磁感应强度B=5T，方向垂直于ab，与导轨平面成α=53°。ab与导轨间动摩擦因数为μ=0.5（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），不计其余摩擦。重力加速度g=10m/s2，ab处于静止状态。已知sin53°=0.8，cos53°=0.6。求：（1）ab受到的安培力大小；（2）如果电阻R的值可以调节，则当R阻值为多少时棒ab刚好要运动。12．如图所示，范围足够大的垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，下边界为一水平直线，在此直线上的O点有一带正电粒子沿着纸面与该直线成30°角射入磁场，经过s后到达直线上另一点P。已知该带电粒子带正电，带电荷量为C，质量为kg，不计粒子重力。求：（最后结果保留两位有效数字）（1）磁感应强度B的大小；（2）若O、P之间的距离为0.1m，则粒子的运动速度多大？答案第=page11页，共=sectionpages22页答案第=page11页，共=sectionpages22页参考答案：1．B【解析】【详解】A．由左手定则可知A图，通电导线受到的安培力F竖直向上，故A错误；B．B图通电导线受到的安培力F斜向右上方且与磁场B垂直，故B正确；C．C图通电导线受到的安培力F水平向右，故C错误；D．D图导体棒受到的安培力F水平向右，故D错误；2．C【解析】【详解】A．粒子飞入匀强磁场后，不一定做匀速圆周运动，比如若粒子的速度与磁场方向平行，做匀速直线运动，A错误；B．带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，速度的方向时刻改变，则速度一定改变，B错误；C．带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力的方向与速度方向垂直，C正确；D．带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，指向圆心，向心加速度指向圆心，加速度变化，D错误。3．C【解析】【详解】AB．设圆形区域的匀强磁场的半径为，根据几何关系可知带电粒子1做圆周运动的半径为带电粒子2做圆周运动的半根据牛顿第二定律可得则带电粒子1的比荷与带电粒子2的比荷的比为，故AB错误；CD．根据可知带电粒子1的周期与带电粒子2的周期的比为，由图可知，粒子1转过的角度为，则粒子1的运动时间粒子2转过的角度为，则粒子1的运动时间则带电粒子1与带电粒子2在磁场中运动时间的比为，故D错误C正确。4．D【解析】【详解】A.回旋加速器是利用电场对运动电荷的作用使带电粒子加速的，故A错误；BC.根据

解得，

带电粒子射出时的动能为，与通过加速电场的次数无关，与缝隙间交变电压的值也无关，故BC错误；D.交变电场的周期与带电粒子运动的周期相等，带电粒子在匀强磁场中运动的周期，与粒子的速度无关，所以加速后，交变电场的周期不需改变，比荷不同的带电粒子，在同一磁场中运动的周期不等，所以如果磁场保持不变，加速不同比荷的带电粒子，必须要调节交变电场的频率，故D正确。5．C【解析】【详解】由于是相同的粒子，粒子进入磁场时的速度大小相同，由可知R＝即粒子在磁场中做圆周运动的半径相同。若粒子运动的速度大小为v1，如图所示，通过旋转圆可知，当粒子在磁场边界的出射点M离P点最远时，则MP＝2R1同样，若粒子运动的速度大小为v2，粒子在磁场边界的出射点N离P点最远时，则NP＝2R2由几何关系可知R2＝Rcos30°＝R则6．AB【解析】【详解】A．同向电流相互吸引，反向电流相互排斥．对L1受力分析，如图所示，可知L1所受磁场力的方向与L2、L3所在的平面垂直，故A正确；B．对L3受力分析，如图所示，可知L3所受磁场力的方向与L1、L2所在的平面平行，故B正确；CD．设三根导线两两之间的相互作用力为F，则L2、L3受到的磁场力的合力等于F，L1受的磁场力的合力为，即L1、L2、L3单位长度受到的磁场力之比为，故CD错误．7．BD【解析】【详解】粒子穿过铝板后，动能减小，速度减小，根据可知，轨迹半径减小，由图可知粒子一定是从区域Ⅱ穿过铝板到达区域Ⅰ；根据左手定则可知该粒子带负电。8．AD【解析】【详解】A．若粒子带正电，粒子的运动轨迹如图所示根据几何知识可知，其轨迹所对的圆心角为∠1=60°所以粒子的运动时间为故A正确；B．若粒子带负电，且要从坐标原点射出，则其运动轨迹如图所示从轨迹上看出粒子还未到达坐标原点时已经从x轴射出磁场，故粒子不可能从坐标原点射出磁场，故B错误；CD．若粒子带负电，且垂直x轴射出磁场，轨迹如图所示根据几何知识可知，其轨迹所对的圆心角为∠2=150°则粒子在磁场中的运动时间为根据几何知识可知，出射点与O点的距离为9．AD【解析】【详解】v0大小不同，洛伦兹力qv0B与重力mg的大小关系不确定，所以有三种可能性。A．若满足，则杆对环无压力，无摩擦力，环做匀速直线运动，故A正确；BC．若满足，则杆对环的弹力向上，竖直方向有滑动过程中，摩擦力阻碍环的运动，环做减速运动，速度越小，洛伦兹力越小，则压力增大，由牛顿第二定律可知，加速度增大，即做加速度增大的减速运动，BC错误；D．若满足，则有滑动过程中，摩擦力阻碍环的运动，环做减速运动，速度越小，洛伦兹力越小，则支持力减小，由牛顿第二定律可知，加速度减小，即做加速度减小的减速运动，当速度减小到某个值使得时，有无摩擦力，不再减速，接下来做匀速直线运动，D正确。10．AC【解析】【详解】由题意可知，在乙图中天平处于平衡状态，此时线圈在磁场中受到的安培力大小为方向竖直向上，该安培力与线圈重力的合力大小等于左侧物体的总重力，太平处于平衡。当在丙图中，由于导体的有效长度变短，故受到的安培力减小且竖直向上，右侧的重力与安培力的合力大于图乙中右侧的重力与安培力的合力，故天平将向右倾斜，当左盘中加入适当砝码，天平则仍可平衡。11．(1)；(2)【解析】【详