1、- 1 -高二物理磁场单元测试题注意:本试卷分为第卷（选择题）和第 II 卷（非选择题）两部分，共 100 分， 考试时间90 分钟。第卷（选择题 共 60 分）一、选择题（本题共 12 小题，每小题 5 分，共 60 分。在每小题给出的四个选项中，1-8 小题只有一个选项正确，9-12 小题有多个选项正确。全部选对的得 5 分，选不全的得3 分，有选错或不答的得 0 分。 ）1指南针静止时，其位置如图中虚线所示若在其上方放置一水平方向的导线，并通以恒定电流，则指南针转向图中实线所示位置据此可能是 （ B ） A.导线南北放置，通有向北的电流 B.导线南北放置，通有向南的电流C.导线东西放置，
2、通有向西的电流D.导线东西放置，通有向东的电流2磁场中某区域的磁感线，如图所示，则 （ B ）Aa、b 两处的磁感应强度的大小不等， BaBbBa、b 两处的磁感应强度的大小不等， BaBbC同一通电导线放在 a 处受力一定比放在 b 处受力大D同一通电导线放在 a 处受力一定比放在 b 处受力小3由磁感应强度的定义式 可知，磁场中某处的磁感应强度的大小 （ D ）ILFBA随通电导线中的电流 I 的减小而增大B随 IL 乘积的减小而增大C随通电导线所受磁场力 F 的增大而增大D跟 F、I 、L 的变化无关4质量为 m、带电量为 q 的小球，从倾角为 的光滑绝缘斜面上由静止下滑，整个斜面置于方
3、向水平向外的匀强磁场中，其磁感应强度为 B，如图所示。若带电小球下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，下面说法中正确的是（ B ）小球带正电 小球在斜面上运动时做匀加速直线运动小球在斜面上运动时做加速度增大，而速度也增大的变加速直线运动则小球在斜面上下滑过程中，当小球对斜面压力为零时的速率为 mgcosBqA B C D5如图所示，三根通电直导线 P、Q 、R 互相平行，通过正三角形的三个顶点，三条导线通入大小相等，方向垂直纸面向里的电流；通电直导线产生磁场的磁感应强度B=KI/r，I 为通电导线的电流强度，r 为距通电导线的距离的垂直距离，K 为常数；则 R受到的磁场力的方向是（ A ）- 2
4、 -A.垂直 R，指向 y 轴负方向B.垂直 R，指向 y 轴正方向C.垂直 R，指向 x 轴正方向D.垂直 R，指向 x 轴负方向6如图所示，在水平地面上方有正交的匀强电场和匀强磁场，匀强电场方向竖直向下，匀强磁场方向水平向里。现将一个带正电的金属小球从 M 点以初速度 v0 水平抛出，小球着地时的速度为 v1，在空中的飞行时间为 t1。若将磁场撤除，其它条件均不变，那么小球着地时的速度为 v2，在空中飞行的时间为 t2。小球所受空气阻力可忽略不计，则关于 v1 和 v2、t 1 和 t2 的大小比较，以下判断正确的是（ D ）Av 1v 2，t 1t 2 B v1v 2，t 1t 2 Cv
5、 1=v2，t 1t 2 Dv 1=v2，t 1t 27如图所示，甲带正电，乙是不带电的绝缘物块，甲、乙叠放在一起，置于粗糙的水平地板上，地板上方空间有垂直纸面向里的匀强磁场，现用一水平恒力 F 拉乙物块，使甲、乙无相对滑动一起向左加速运动，在加速运动阶段( )A甲、乙两物块间的摩擦力不断增大B甲、乙两物块间的摩擦力不断减小C甲、乙两物块间的摩擦力保持不变D乙物块与地面之间的摩擦力不断减小解析：选 B 甲、乙无相对滑动一起向左加速运动，并且甲带正电，由左手定则可判断出甲所受洛伦兹力竖直向下，在加速运 动阶段，乙 对地面压 力逐渐增大，乙与地面的摩擦力不断增大，选项 D 错误；整体的加速度 a
6、逐渐减小，隔离甲，由牛顿第二定律，F fma，甲、乙两物块间的摩擦力 Ff 不断减小， 选项 B 正确， A、C 错误。8如图所示，两导体板水平放置，两板间电势差为 U，带电粒子以某一初速度 v0 沿平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场，则粒子射入磁场和射出磁场的 M、N 两点间的距离 d 随着 U 和 v0 的变化情况为( )Ad 随 v0 增大而增大，d 与 U 无关Bd 随 v0 增大而增大， d 随 U 增大而增大Cd 随 U 增大而增大，d 与 v0 无关Dd 随 v0 增大而增大，d 随 U 增大而减小解析：选 A 设粒子从 M 点进
7、入磁场时的速度大小为 v，该速度与水平方向的夹角为 ，故有 v 。粒子在磁场中做匀速圆周运动半径为v0cos r 。而 MN 之间的距离为 d2rcos 。联立解得 d2 ，故选项 A 正确。mvqB mv0qB9用两个一样的弹簧吊着一根铜棒，铜棒所在虚线范围内有垂直于纸面的匀强磁场，棒中通以自左向右的电流，如图所示。当棒静止时，弹簧秤的读数为 F1；若将棒中的电流方向反向，当棒静止时，弹簧秤的示P xyQR- 3 -数为 F2，且 F2F 1，根据这两个数据，可以确定（ ACD ）A磁场的方向 B磁感强度的大小 C安培力的大小 D铜棒的重力10设有一固定的 S极磁单极子，其磁场分布与负点电荷
8、电场分布相似，周围磁感线呈均匀辐射状分布，如图所示，距离它 r处磁感应强度大小为 2/Bkr， 为常数，现有一带正电的小球在 极附近做匀速圆周运动，则关于小球做匀速圆周运动的判断正确的是 （ AC ）A小球的运动轨迹平面在 S的正上方，如图甲所示B小球的运动轨迹平面在 的正下方，如图乙所示C从 S极看去小球的运动方向是顺时针的D从 极看去小球的运动方向是逆时针的11在光滑绝缘水平面上，一轻绳拉着一个带电小球绕竖直方向的轴 在匀强磁场中做逆时针方向的水平匀速圆周运动，磁场方向竖直向下，其俯视图如图所示若小球运动到点时，绳子突然断开，关于小球在绳断开后可能的运动情况，以下说法正确的是 ( ACD
9、) 小球仍做逆时针匀速圆周运动，半径不变小球仍做逆时针匀速圆周运动，但半径减小小球做顺时针匀速圆周运动，半径不变小球做顺时针匀速圆周运动，半径减小12利用如图所示的方法可以测得金属导体中单位体积内的自由电子数 n，现测得一块横截面为矩形的金属导体的宽为 b，厚为 d，并加有与侧面垂直的匀强磁场 B，当通以图示方向电流 I 时，在导体上、下表面间用电压表可测得电压为 U。已知自由电子的电荷量为e，则下列判断正确的是( )A上表面电势高B下表面电势高C该导体单位体积内的自由电子数为IedbD该导体单位体积内的自由电子数为BIeUb解析：选 BD 画出平面图如 图所示，由左手定 则可知，自由电子向上
10、表面偏转，故下表面电势 高， B 正确，A 错误。再根据e evB，I neSv nebdv 得 n ，故 D 正确，C 错误。Ud BIeUb第 II 卷（非选择题 共 40 分）二、解答题（本大题共 4 小题，共 40 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演- 4 -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 （6 分）如图，水平放置的光滑的金属导轨 M、N，平行地置于匀强磁场中，间距为d，磁场的磁感强度大小为 B，方向与导轨平面夹为 ，金属棒 ab 的质量为 m，放在导轨上且与导轨垂直。电源电动势为E，定值电阻为 R，其余部分电阻不计。则当
11、电键 K 闭合的瞬间，棒 ab 的加速度为多大？13解析：画出导体棒 ab 受力的截面图，如图所示导体棒 ab 所受安培力：F = BIL 由牛顿第二定律得： Fsin=ma 导体棒 ab 中的电流： I=E/R 得 mBELasin14 （8 分）如图所示，一束电子流以速率 v 通过一个处于矩形空间的匀强磁场，速度方向与磁感线垂直，且平行于矩形空间的其中一边，矩形空间边长分别为 和 ，电子刚好从 A 点a3进入矩形磁场从 C 点出磁场，求电子在磁场中的飞行时间。14解析：电子进入匀强磁场中作匀速圆周运动，轨迹如图，由几何关系得， 222)()(aR解得电子运动半径 ，圆心角 60电子在磁场中
12、运动时间 vRTt1将 代入上式解得 aR2at3215 （12 分）下图是导轨式电磁炮实验装置示意图两根平行长直金属导轨沿水平方向固定，其间安放金属滑块（即实验用弹丸） 滑块可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触电源提供的强大电流从一根导轨流入，经过滑块，再从另一导轨流回电源滑块被导轨中的电流形成的磁场推动而发射在发射过程中，该磁场在滑块所在位置始终可以简化为匀强磁场，方向垂直于纸面，其强度与电流的关系为 B kI，其中比例常量 k2.510 6 T/A已知两导轨内侧间距为 l3.0cm，滑块的质量为 m30g，滑块沿导轨滑行 5m 后获得的发射速度为 v=3.0km/s（此过程视为匀
13、加速运动） （1）求发射过程中金属滑块的加速度大小；（2）求发射过程中电源提供的电流强度大小；（3）若电源输出的能量有 9%转换为滑块的动能，则 电 源 lm- 5 -发射过程中电源的输出功率和输出电压各是多大？15、解析：（1）由匀加速运动公式 a 910 5m/s2v22s（2）由安培力公式和牛顿第二定律，有 FIBlkI 2lkI2l ma因此 I 6.010 5Amakl（3）滑块获得的动能是电源输出的能量转化的，所以Pt9% mv212发射过程中电源供电时间 t 102 sva 13所需的电源输出功率为 P 4.510 8W12mv2t9%（或 P Fv/9% mav/9%12 12
14、由功率 P=IU，解得输出电压 U 750VPI16. （14 分） 如图所示，在平面直角坐标系 xOy 内，第象限存在沿 y 轴负方向的匀强电场，第象限以 ON 为直径的半圆形区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为 B.一质量为 m、电荷量为 q 的带正电的粒子，从 y 轴正半轴上 yh 处的 M点，以速度 v0 垂直于 y 轴射入电场，经 x 轴上 x2h 处的 P 点进入磁场，最后以垂直于y 轴的方向射出磁场不计粒子重力求：(1)电场强度的大小 E；(2)粒子在磁场中运动的轨道半径 r；(3)粒子从进入电场到离开磁场经历的总时间 t.16.解:粒子的运动轨迹如图所示 （1）设粒子在电场中运动的时间为 t1x、y 方向 2h = v0t1 2a根据牛顿第二定律 Eq = ma 求出 qmE20（2）根据动能定理 2021vhv45POyMNxv0135BO- 6 -设粒子进入磁场时速度为 v，根据 rvmBq2求出 r02（3）粒子在电场中运动的时间 01vht粒子在磁场中运动的周期 BqmrT2设粒子在磁场中运动的时间为 t2 83求出 vht401
