高二物理磁場單元測試題(含答案解析)

1、高二物理磁場單元測試題注意:本試卷分為第I卷（選擇題）和第 II卷（非選擇題）兩部分，共100分，I考試時間 90分鐘。第I卷（選擇題 共60分）一、選擇題（本題共 12小題，每小題5分，共60分。在每小題給出的四個選項中，1-8小題只有一個選項正確，9-12小題有多個選項正確。全部選對的得5分，選不全的得 3分，有選錯或不答的得 0分。）1 .指南針靜止時，其位置如圖中虛線所示.若在其上方放置一水平方向的導(dǎo)線，并通以恒定電流，則指南針轉(zhuǎn)向圖中實線所示位置.據(jù)此可能是A.導(dǎo)線南北放置，通有向北的電流B.導(dǎo)線南北放置，通有向南的電流C.導(dǎo)線東西放置，通有向西的電流D.導(dǎo)線東西放置，通有向東的電流

2、2 .磁場中某區(qū)域的磁感線，如圖所示，則（B ）A. a、b兩處的磁感應(yīng)強度的大小不等，BaBbB. a、b兩處的磁感應(yīng)強度的大小不等，BaV2, tl t2B . V1VV2, tK t2C. vi =V2, tlt27,如圖所示，甲帶正電，乙是不帶電的絕緣物塊，甲、乙疊放在一起，置于粗糙的水平地板上，地板上方空間有垂直紙面向里的勻強磁場，現(xiàn)用一水平恒力F拉乙物塊，使甲、乙無相對滑動一起向左加速運動，在加速運動階段（）A.甲、乙兩物塊間的摩擦力不斷增大 B.甲、乙兩物塊間的摩擦力不斷減小 C.甲、乙兩物塊間的摩擦力保持不變 D.乙物塊與地面之間的摩擦力不斷減小X XXXriX 乂閘 XXFX

3、- 乙 X解析：選B甲、乙無相對滑動一起向左加速運動，并且甲帶正電，由左手定則可判斷出甲所受洛倫茲力豎直向下，在加速運動階段，乙對地面壓力逐漸增大，乙與地面的摩擦力不斷增大，選項 D錯誤；整體的加速度 a逐漸減小，隔離甲，由牛頓第二定律，F(xiàn)f= ma,甲、乙兩物塊間的摩擦力 Ff不斷減小，選項 B正確，A、C錯誤。8.如圖所示，兩導(dǎo)體板水平放置，兩板間電勢差為U,帶電粒子以某一初速度 vo沿平行于兩板的方向從兩板正中間射入，穿過兩板后又垂直于磁場方向射入邊界線豎直的勻強磁場，則粒子射入磁場和射出磁場的M、N兩點間的距離d隨著U和vo的變化情況為（）A . d隨vo增大而增大, B . d隨vo

4、增大而增大, C. d隨U增大而增大, D . d隨vo增大而增大, 解析：選A設(shè)粒子從d與U無關(guān)d隨U增大而增大d與vo無關(guān)d隨U增大而減小M點進入磁場時的速度大小為T 豈 7 2速度與水平方向的夾角為e,故有v=芯。粒子在磁場中做勻速圓周運動半徑為r=mv。而MN之間的距離為d=2rcos仇聯(lián)立解得d=2m后,故選項A正確。9.用兩個一樣的彈簧吊著一根銅棒，銅棒所在虛線范圍內(nèi)有垂 直于紙面的勻強磁場，棒中通以自左向右的電流，如圖所示。當r I IL第II卷（非選擇題 共40分）、解答題（本大題共 4小題，共40分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演棒靜止時，彈簧秤的讀數(shù)為 Fi；若將

5、棒中的電流方向反向，當棒靜止時，彈簧秤的示數(shù)為F2,且F2Fi,根據(jù)這兩個數(shù)據(jù)，可以確定（ ACD ）A .磁場的方向B.磁感強度的大小C.安培力的大小D.銅棒的重力（AC ）A .小球的運動軌跡平面在 S的正上方，如圖甲所示B.小球的運動軌跡平面在 S的正下方，如圖乙所示C.從S極看去小球的運動方向是順時針的D.從S極看去小球的運動方向是逆時針的10.設(shè)有一固定的S極磁單極子，其磁場分布與負點電荷電場分布相似，周圍磁感線呈均勻輻射狀分布，如圖所示，距離它r處磁感應(yīng)強度大小為 B k/r2, k為常數(shù)，現(xiàn)有一帶正電的小球在 S極附近做勻速圓周運動，則關(guān)于小球做勻速圓周運動的判斷正確的是11.在

6、光滑絕緣水平面上，一輕繩拉著一個帶電小球繞豎直方向的軸o在勻強磁場中做逆時針方向的水平勻速圓周運動，磁場方向豎直向下，其俯視圖如圖所示.若小球運動到An,現(xiàn)測得一塊橫 B,當通以圖示方向電流I時，在導(dǎo)體上、下表面間用電壓表可測得電壓為則下列判斷正確的是（）12.利用如圖所示的方法可以測得金屬導(dǎo)體中單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)截面為矩形的金屬導(dǎo)體的寬為b,厚為d,并加有與側(cè)面垂直的勻強磁場U。已知自由電子的電荷量為 e,解析：選BD 畫出平面圖如圖所示，由左手定則可知，自由A .上表面電勢高D.該導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為電子向上表面偏轉(zhuǎn)，故下表面電勢高，B正確,A錯誤。再根據(jù)U ed,口_BL 皿

7、 .= evB, unesg nebdv佝n =嬴,故 D 正確,C錯誤。點時，繩子突然斷開，關(guān)于小球在繩斷開后可能的運動情況，以下說法正確的是 （ACD ）A .小球仍做逆時針勻速圓周運動，半徑不變B.小球仍做逆時針勻速圓周運動，但半徑減小C.小球做順時針勻速圓周運動，半徑不變D.小球做順時針勻速圓周運動，半徑減小BIeUbC.該導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為Iedb算步驟。只寫出最后答案的不能得分。 有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）13. （6分）如圖，水平放置的光滑的金屬導(dǎo)軌M、N,平行地置于勻強磁場中，間距為 d磁場的磁感強度大小為 B,方向與導(dǎo)軌平面夾為a ,金屬棒ab的

8、質(zhì)量為m,放在導(dǎo)軌上且與導(dǎo)軌垂直。 電阻為R,其余部分電阻不計。則當電鍵 的加速度為多大？13.解析：畫出導(dǎo)體棒 ab受力的截面圖,如圖所示導(dǎo)體棒ab所受安培力: 由牛頓第二定律得： 導(dǎo)體棒ab中的電流：F = BILFsin a maI=E/R/曰 BEL sin 得amR14. （8分）如圖所示，一束電子流以速率 空間的勻強磁場， 速度方向與磁感線垂直, 其中一邊，矩形空間邊長分別為 J3a和v通過一個處于矩形且平行于矩形空間的a,電子剛好從A點進入矩形磁場從 C點出磁場，求電子在磁場中的飛行時間。14.解析：電子進入勻強磁場中作勻速圓周運動，軌跡如圖, R2 （R a）2（.3a）2解得

9、電子運動半徑 R 2a,圓心角 60電子在磁場中運動時間 t It - 2-R 66 v將R2 a代入上式解得t2 a3vRK電源電動勢為E,定值K閉合的瞬間，棒abXXX由幾何關(guān)系得,15. （12分）下圖是導(dǎo)軌式電磁炮實驗裝置示意圖.兩根平行長直金屬導(dǎo)軌沿水平方向固 定，其間安放金屬滑塊（即實驗用彈丸）.滑塊可沿導(dǎo)軌無摩擦滑行，且始終與導(dǎo)軌保持良好接觸.電源提供的強大電流從一根導(dǎo)軌流入，經(jīng)過滑塊，再從另一導(dǎo)軌流回電源.滑 塊被導(dǎo)軌中的電流形成的磁場推動而發(fā)射.在發(fā)射過程中，該磁場在滑塊所在位置始終可 以簡化為勻強磁場，方向垂直于紙面，其強度與電流的關(guān)系為B = kI,其中比例常量 k=16

10、. 10 6T/A .已知兩導(dǎo)軌內(nèi)側(cè)間距為l=3.0cm,滑塊的質(zhì)量為 m = 30g,滑塊沿導(dǎo)軌滑行5m后獲得的發(fā)射速度為 v=3.0km/s （此過程視為勻加速運動）（1）求發(fā)射過程中金屬滑塊的加速度大?。唬?）求發(fā)射過程中電源提供的電流強度大??；（3）若電源輸出的能量 有9%轉(zhuǎn)換為滑塊的動能，則 發(fā)射過程中電源的輸出功率和輸出電壓各是多大?215、解析：(1)由勻加速運動公式a = 2- =9xi05m/s22 S(2)由安培力公式和牛頓第二定律，有 F=IBl = kI2|kI2l = ma因此 I = V kl =6.0 105A(3)滑塊獲得的動能是電源輸出的能量轉(zhuǎn)化的，所以P 用

11、 9% = 2 mv2發(fā)射過程中電源供電時間At = v =1 X10 2sa 32mv2所需的電源輸出功率為 P= =4.5 108W困刈_ 11（或 P = 2 Fv/9%=2 mav/9%由功率P=IU ,解得輸出電壓U= p =750V16. (14分)如圖所示，在平面直角坐標系xOy內(nèi)，第I象限存在沿 y軸負方向的勻強電場，第IV象限以 ON為直徑的半圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于坐標平面向外的勻強磁場，磁感應(yīng) 強度為B.一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子，從 y軸正半軸上y= h處的M點，以 速度Vo垂直于y軸射入電場，經(jīng)x軸上x=2h處的P點進入磁場，最后以垂直于 y軸的方 向射出磁場.不計粒子重力.求：7(1)電場強度的大小E;(2)粒子在磁場中運動的軌道半徑r;(3)粒子從進入電場到離開磁場經(jīng)歷的總時間t.16.解:粒子的運動軌跡如圖所示(1)設(shè)粒子在電場中運