高二物理《磁场》单元测试.doc

高二物理《磁场》单元测试（理）
班级___ _座号___ __姓名___ ____
一、选择题：本题共14小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，第1～9题只有一项符合题目要求，第10～14题有多项符合题目要求。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1．如图，磁性黑板擦静止吸附在竖立的铁质黑板上。若黑板擦的重力大小为G，黑板对黑板擦的磁场力垂直于黑板平面，则( )
A. 黑板擦对黑板没有施加摩擦力的作用
B. 黑板对黑板擦的作用力方向竖直向上
C. 黑板擦受到的磁场力大小一定等于G
D. 黑板擦受到的弹力大小不可能大于G

2．关于磁感线的一些说法, 不正确的是 ( )
A. 磁感线上各点的切线方向, 就是该点的磁场方向
B. 磁场中两条磁感线一定不相交 C. 磁感线分布较密的地方, 磁感应强度较强
D. 通电螺线管的磁感线从北极出来, 终止于南极, 是一条不闭合的曲线

3. 如图所示, 在水平放置的光滑绝缘杆ab上, 挂有两个相同的金属环M和N．当两环均通以图示的相同方向的电流时，分析下列说法中，哪种说法正确 （ ）
A．两环静止不动 B．两环互相靠近
C．两环互相远离 D．两环同时向左运动

4．一个质量为m、带电量为q的粒子，在磁感应强度为B的匀强磁场中作匀速圆周运动.下列说法中正确的是（ ）
A、它所受的洛伦兹力是恒定不变的； B、它的速度是恒定不变的；
C、它的速度与磁感应强度B成正比； D、它的运动周期与速度的大小无关.

5．在赤道上空，水平放置一根通以由西向东的电流的直导线，则此导线 ( )
A．受到竖直向上的安培力 B．受到竖直向下的安培力
C．受到由南向北的安培力 D．受到由西向东的安培力

6．如图15-3所示，条形磁铁放在桌面上，一条通电的直导线由S极的上端平移到N极的上端的过程中，导线保持与磁铁垂直，导线的通电方向如图示，则这个过程中磁铁受到的摩擦力（磁铁保持静止）( )
A．为零 　　　　　　　　
B．方向由向左变为向右
C．方向保持不变　　　　　　　　
D．方向由向右变为向左

7. 如图所示，两根长通电导线M、N中通有同方向等大小的电流，一闭合线框abcd位于两平行通电导线所在平面上，并可自由运动，线框两侧与导线平行且等距，当线框中通有图示方向电流时，该线框将（ ）
A．ab边向里，cd边向外转动 B．ab边向外，cd边向里转动
C．线框向左平动，靠近导线M D．线框向右平动，靠近导线N
8．如图所示，设想将氘核H和氚核H在匀强磁场同一位置以相同的动能沿垂直磁场方向同时反向射出，以下正确的是（　　　）
A．氘核运动半径大，氚核先回到出发点
B．氘核运动半径大，氘核先回到出发点
C．氚核运动半径大，氚核先回到出发点
D．氚核运动半径大，氘核先回到出发点

9．如图49所示，一带电粒子以水平速度v0 (v0 < E/B)先后进入方向互相垂直的匀强电场和匀强磁场区域，已知电场方向竖直向下，两个区域的宽度相同且紧邻在一起，在带电粒子穿过电场和磁场的过程中，（其所受重力忽略不计），电场和磁场对粒子所做的功为W1；若把电场和磁场正交重叠，如图50所示，粒子仍以初速度v0穿过重叠场区，在带电粒子穿过电场和磁场的过程中，电场和磁场对粒子所做的总功为W2，比较W1和W2，则（）
A．一定是W1> W2
B．一定是W1＝W2
C．一定是W1＜W2
D．可能是W1 < W2，也可能是W1 > W2

10如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L，质量为m的直导体棒.在导体棒中的电流I垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，下列外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向正确的是 ( )
A.，方向垂直斜面向上
B.，方向垂直斜面向下
C.，方向竖直向下
D.，方向竖直向上
11．如图所示，虚线空间中存在由匀强电场E和匀强磁场B组成的正交或平行的电场和磁场，有一个带正电小球(电荷量为＋q，质量为m)从正交或平行的电磁复合场上方的某一高度自由落下，那么，带电小球可能沿直线通过的是 (　　)

12. 如图11所示，一束带电粒子以一定的初速度沿直线通过由相互正交的匀强磁场(磁感应强度为B)和匀强电场(电场强度为E)组成的速度选择器，然后粒子通过平板S上的狭缝P进入另一匀强磁场(磁感应强度为B′)，最终打在A1A2上，下列表述正确的是(　　)
A．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里
B．所有打在A1A2上的粒子，在磁感应强度为B′
的磁场中的运动时间都相同
C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于
D．粒子打在A1A2的位置越靠近P，粒子的比荷越大
13．劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器，工作原理示意图如图4所示．置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略．磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f，加速电压为U.若A处粒子源产生的质子质量为m、电荷量为＋q，在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响．则下列说法正确的是 (　　)

图4
A．质子被加速后的最大速度不可能超过2πRf
B．质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U成正比
C．质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为∶1
D．不改变磁感应强度B和交流电频率f，该回旋加速器仍可以加速氚核
14 如图7所示，O点有一粒子源，在某时刻发射大量质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，它们的速度大小相等、速度方向均在xOy平面内．在直线x＝a与x＝2a之间存在垂直于xOy平面向外的磁感应强度为B的匀强磁场，与y轴正方向成60°角发射的粒子恰好垂直于磁场右边界射出．不计粒子的重力和粒子间的相互作用力．关于这些粒子的运动，下列说法正确的是(　　)
A．粒子的速度大小为
B．粒子的速度大小为
C．与y轴正方向成120°角射出的粒子在磁场中运动的时间最长
D．与y轴正方向成90°角射出的粒子在磁场中运动的时间最长
二、填空题（每空2分，共12分）
15．一质量为m、电量为q的带电粒子在磁感应强度为B的匀强磁场中做圆周运动，其效果相当于一环形电流，则此环形电流的电流强度I＝　　　　　　　　。

16. 如图15-8所示是等离子体发电机的示意图，磁感应强度为B,两极板间距离为d，要使输出电压为U，则等离子体的速度v为　　　　　　，a是电源的　　　　　　。

17．如图15-９所示，质量为m、带电量为q（q＞0）的液滴，处在水平方向的匀强磁场中，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，液滴运动的速度为v，如要液滴在竖直平面内做匀速圆周运动，则施加一电场，其电场方向应是　　　　，电场强度大小为　　　　，液滴绕行方向为　　　　　。（从纸外往纸内看）

三、本题共5小题，共46分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不得分，有数值计算的题目，答案中必须明确写出数值的单位。
18（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，磁场的磁感应强度大小为B,方向与导轨平面夹为α，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ε，定值电阻为R,其余部分电阻不计。则当电键闭合的瞬间，棒ab的加速度为多大？

19．（6分）如图15-11所示，有一质量为m、电量为q的带电的小球停在绝缘水平面上，并处在磁感应强度为B、方向指向纸内的匀强磁场中，为了使小球飘离平面，现将磁场以平行于纸面方向的速度移动，其最小速度为多大？方向如何？　　　　　　

20．（9分）如图8甲所示，在坐标系xOy中，y轴左侧有沿x轴正方向的匀强电场，场强大小为E；y轴右侧有如图乙所示，大小和方向周期性变化的匀强磁场，磁感应强度大小B0已知．磁场方向垂直纸面向里为正．t＝0时刻，从x轴上的P点无初速度释放一带正电的粒子，质量为m，电荷量为q(粒子重力不计)，粒子第一次在电场中运动时间与第一次在磁场中运动的时间相等．求：(1)P点到O点的距离；
(2)粒子经一个周期沿y轴发生的位移；

21． （9分）小芳同学设计了一种除尘方案，用于清除带电粉尘，简化模型如图所示，P、Q是两竖直放置、相距d= 1m的平行金属板，正中间各开有一长L= 0.5m的狭缝AB、CD，金属板Q的右侧紧靠着一直径与狭缝等长的圆形边界匀强磁场，方向垂直纸面向外，大小B＝0.08T。已知粉尘带正电，比荷均为＝1.0×103C/kg，从狭缝AB飘入时的速度可假设为零；两板间加速电场的电压U=0.4V。不计粉尘所受的重力、阻力及粉尘之间的相互作用。求
（1）粉尘在金属板之间运动的加速度；
（2）为了使从狭缝AB飘入的所有粉尘都被放置于M点的装置所收集，金属板间需加的电压。

22．（16）如图4所示，在竖直平面坐标系xOy的第一象限，有垂直xOy面向外的水平匀强磁场和竖直向上的匀强电场，大小分别为B和E；第四象限有垂直xOy面向里的水平匀强电场，大小也为E；第三象限内有一绝缘光滑竖直放置的半径为R的半圆轨道，轨道最高点与坐标原点O相切，最低点与绝缘光滑水平面相切于N点．一质量为m的带电小球从y轴上(y>0)的P点沿x轴正方向进入第一象限后做圆周运动，恰好通过坐标原点O，且水平切入半圆轨道并沿轨道内侧运动，过N点后水平进入第四象限，并在电场中运动(已知重力加速度为g)．
(1)判断小球的带电性质并求出其所带电荷量；
(2)P点距坐标原点O至少多高；
(3)若该小球以满足(2)中OP最小值的位置和对应速度进入第一象限，通过N点时开始计时，经时间t＝2小球距坐标原点O的距离s为多远？

高二物理《磁场》单元测试（理）答案

题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
选项
B
D
B
D
A
B
C
D
A
AD
CD
CD
AC
AC
15.； 16.,正； 17.竖直向上，mg/q ,逆时针；
18.解析：画出截面图，建立F＝BIL ①
Fsinα=ma ②
I=ε/R ③
得
19．Mg/qB,水平向左；
20 （ 8分）答案　(1)　(2)　
解析　(1)设粒子在电场中做匀加速运动的时间为t0，则t0＝，Eq＝ma
OP间距离为x，x＝at，解得：x＝
(2)如图所示，设粒子在磁场中做圆周运动的半径分别为R1和R2，R1＝

R2＝
粒子每经一个周期沿y轴向下移动Δx， Δx＝2R2－2R1＝

21.(9分)解：（1）粉尘在加速电场中，由牛顿第二定律
① ………………………………………（1分）
其中场强 ②…………………………………（1分） 由①②得
………………………………………（1分）
（2）粉尘在磁场中的轨迹半径应为
③………………………………（2分）
粉尘经加速电场到CD处时，由动能定理有
④………………………………（1分）
在磁场中，有
⑤……………………………………（1分）
由③④⑤得
………………………………………（1分）
=0.2V ………………………………………（1分）
22（16分）解析　(1)小球进入第一象限正交的电场和磁场后，在垂直磁场的平面内做圆周运动，说明重力与电场力平衡，设小球所带电荷量为q，则有
qE＝mg ①
解得：q＝ ②
又电场方向竖直向上，故小球带正电．
(2)设小球做匀速圆周运动的速度为v、轨道半径为r，由洛伦兹力提供向心力得：
qBv＝mv2/r ③
小球恰能通过半圆轨道的最高点并沿轨道内侧运动，则应满足：
mg＝mv2/R ④
由②③④得：r＝ ⑤
即PO的最小距离为：y＝2r＝ ⑥
(3)小球由O运动到N的过程中设到达N点的速度为vN，由机械能守恒定律得：
mg·2R＝mv－mv2 ⑦
由④⑦解得：vN＝ ⑧
小球从N点进入电场区域后，在绝缘光滑水平面上做类平抛运动，设加速度为a，则有：
沿x轴方向有：x＝vNt ⑨
沿电场方向有：z＝at2 ⑩
由牛顿第二定律得：a＝qE/m ⑪
t时刻小球距O点为：s＝＝2R
9