2022年高二物理试卷第三章-磁场练习题及答案解析 .pdf

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1、由莲山课件提供:/ 5ykj / 资源全部免费由莲山课件提供:/ 5ykj / 资源全部免费(时间： 90 分钟，总分值：100 分 ) 一、选择题 (此题包括 12 小题，每题5 分共 60 分在每题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得5 分，选对但不全的得2 分，有选错或不答的得0 分) 1有关洛伦兹力和安培力的描述，正确的选项是() A通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用B安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现C带电粒子在匀强磁场中运动受到的洛伦兹力做正功D通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行解析：选B.安培力方向与磁场垂直，洛伦

2、兹力不做功，通电导线在磁场中不一定受安培力安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现2. 图 36 (2011 年东北师大高二检测)磁场中某区域的磁感线，如图36 所示，则 () 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 处受力小解析： 选 A.由磁感线的疏密可知BaBb，由通电导线所受安培力与通电导线的放置有关，通电导线放在a处与放在b 处受力大小无法确定3(2011 年聊城高二检测) 图 37 两个绝缘导体环AA、BB大小相同，环面垂直，环中通有相同

3、大小的恒定电流，如图37 所示，则圆心O 处磁感应强度的方向为(AA面水平， BB面垂直纸面)() A指向左上方B指向右下方C竖直向上D水平向右答案： A 4. 图 38 (2011 年汕头高二检测)如图 38 所示，垂直纸面放置的两根直导线a 和 b，它们的位置固定并通有相等的电流I；在 a、b 沿纸面的连线的中垂线上放有另一直导线c，c 可以自由运动当c 中通以电流I1时， c 并未发生运动，则可以判定a、b 中的电流 () A方向相同都向里B方向相同都向外C方向相反精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 7 页由莲山课件提

4、供:/ 5ykj / 资源全部免费由莲山课件提供:/ 5ykj / 资源全部免费D只要 a、b 中有电流， c 就不可能静止解析：选C.如果导线c 并未发生运动，则导线a、b 在导线 c 处的合磁场方向应平行于导线 c，由平行四边形定则和直导线周围磁场分布规律可知，两电流I1、I2方向应相反，故C正确5. 图 39 美国发射的航天飞机“发现者”号搭载了一台磁谱仪，其中一个关键部件是由中国科学院电工研究所设计制造的直径为1200 mm、高为 80 mm 、中心磁感应强度为0.314 T 的永久磁体它的主要使命是要探测宇宙空间中可能存在的物质，特别是宇宙中反氦原子核假设如图39 所示的磁谱仪中的4

5、 条径迹分别为质子、反质子、粒子、反氦核的径迹，其中反氦核的径迹为() A1B2 C3 D4 解析：选B.由速度选择器的特点可知，进入磁场B2的四种粒子的速度v 相同由左手定则可以判断， 向左偏转的为反质子和反氦核(带负电 )又根据 RmvqB知 RHRHe，故 2 为反氦核的径迹，故B 正确6. 图 310 如图310 所示，平行板电容器的两板与电源相连，板间同时有电场和垂直纸面向里的匀强磁场B，一个带电荷量为q 的粒子以v0为初速度从两板中间沿垂直电磁场方向进入，穿出时粒子的动能减小了，假设想使这个带电粒子以v0沿原方向匀速直线运动穿过电磁场，可采用的方法是() A减小平行板的正对面积X

6、k b 1 . c o mB增大电源电压C减小磁感应强度BD增大磁感应强度B解析：选BC.带电粒子在正交的电磁场中运动，由于射出时动能小于12mv02，可以判定洛伦兹力大于电场力，因此假设使带电粒子以v0沿原方向运动，则必须增大电场强度或减小磁感应强度，故C 正确， D 错误电场强度可利用公式EUd求出，可知U 越大， E 越大，故 B 正确对于A 答案，不改变电压及板间距离，只改变正对面积，不影响电场强度，故A 错误7. 图 3 11 (2011 年山东省实验中学模拟)由于科学研究的需要，常常将质子(11H)和 粒子 (42He) 等精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳

7、总结 - - - - - - -第 2 页，共 7 页由莲山课件提供:/ 5ykj / 资源全部免费由莲山课件提供:/ 5ykj / 资源全部免费带电粒子贮存在圆环状空腔中，圆环状空腔置于一个与圆环平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B.如果质子和粒子在空腔中做圆周运动的轨迹相同(如图 311 中虚线所示 )， 磁场也相同，比较质子和粒子在圆环状空腔中运动的动能EkH和 Ek及周期 TH和 T的大小，有() AEkHEk，TH Tw w w .x k b 1.c o mBEkHEk，THTCEkHEk，TH TDEkHEk，TH T解析：选D.由 RmvBq，Ek12mv2，可得： R2mEkB

8、q，因 RHR， m4mH，q2qH，可得： EkH Ek ，由 T2 mBq可得 TH12T.故 D 正确8. 图 312 如图 312 所示，在x 轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B 的匀强磁场一个不计重力的带电粒子从坐标原点O 处以速度v 进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x 轴正方向成120 角假设粒子穿过y 轴正半轴后在磁场中到x 轴的最大距离为 a，则该粒子的比荷和所带电荷的正负是() A.3v2aB，正电荷B.v2aB，正电荷C.3v2aB，负电荷D.v2aB，负电荷解析：选C.粒子能穿过y 轴的正半轴，所以该粒子带负电荷，其运动轨迹如下列图，A点到 x 轴

9、的距离最大，为R12R a，RmvqB，得qm3v2aB，故 C 正确9. 图 313 (2011 年楚中高二检测)半径为 r 的圆形空间内， 存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子 (不计重力 )从 A 点以速度v0垂直磁场方向射入磁场中，并从B 点射出 AOB 120 ，如图 313 所示，则该带电粒子在磁场中运动的时间为() A2 r/3v0 xkb1 B23 r/3v0C r/3v0D.3 r/3v0解析：选D.从AB弧所对圆心角 60 ，知 t16T m/3qB.但题中已知条件不够，没有此选项，另想方法找规律表示t.由匀速圆周运动tAB/v0，从图示分析有R3r，则：AB精选学

10、习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 7 页由莲山课件提供:/ 5ykj / 资源全部免费由莲山课件提供:/ 5ykj / 资源全部免费R 3r333 r，则 tAB/v03 r/3v0.所以选项D 正确10. 图 314 (2011 年潍坊高二练习)如图 314 所示，光滑绝缘轨道ABP 竖直放置，其轨道末端切线水平，在其右侧有一正交的匀强电场、磁场区域，电场竖直向上，磁场垂直纸面向里一带电小球从轨道上的A 点由静止滑下， 经 P 点进入场区后， 恰好沿水平方向做直线运动则可判定 () A小球带负电B小球带正电C假设小球从B 点由

11、静止滑下，进入场区后将立即向上偏D假设小球从B 点由静止滑下，进入场区后将立即向下偏答案： BD 11在匀图 315 强磁场中置一均匀金属薄片，有一个带电粒子在该磁场中按如图315 所示轨迹运动 由于粒子穿过金属片时有动能损失，在 MN 上、下方的轨道半径之比为109，不计粒子的重力及空气的阻力，以下判断中正确的选项是() A粒子带正电B粒子沿abcde 方向运动C粒子通过上方圆弧比通过下方圆弧时间长新课标第一网D粒子恰能穿过金属片10 次解析：选A. 依据半径公式可得rmvBq，则知道r 与带电粒子的运动速度成正比显然半径大的圆周是穿过金属片前的带电粒子的运动轨迹，半径小的圆周是穿过金属片后

12、的带电粒子的运动轨迹，所以粒子沿edcba 方向运动再依据左手定则可知，带电粒子带正电，A对， B 错依据周期公式可知，带电粒子在磁场中的运动周期与运动速度无关，故选项C也是错误的半径之比为109，即速度之比为10 9.依据动能定理解得，粒子能穿过金属片的次数为：n100/19.故 D 是错误的，此题的正确选项为A. 12(2009 年高考广东单科卷)如图 3 16 所图 316 示， 外表粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面向外、强度为 B 的匀强磁场中 质量为 m、带电量为Q 的小滑块从斜面顶端由静止下滑在滑块下滑的过程中，以下判断正确的选项是() A滑块受到的摩擦力不变B滑块到达地

13、面时的动能与B 的大小无关C滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 7 页由莲山课件提供:/ 5ykj / 资源全部免费由莲山课件提供:/ 5ykj / 资源全部免费DB 很大时，滑块可能静止于斜面上解析：选C.由左手定则知C 正确而FfFN (mgcos Bqv)要随速度增加而变大，A 错误 假设滑块滑到底端已到达匀速运动状态，应有 Ffmgsin ，可得 vmgBq(sincos )，可看到v 随 B 的增大而减小假设在滑块滑到底端时还处于加速运动状态，则在B 越强时， Ff越大，滑块克服阻

14、力做功越多，到达斜面底端的速度越小，B 错误当滑块能静止于斜面上时应有mgsin mg cos ，即 tan ，与 B 的大小无关，D 错误二、计算题 (此题包括4 小题，共 40 分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，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(8 分)如图 317 所示 xkb1 图 317 ，光滑的平行导轨倾角为 ， 处在磁感应强度为B 的匀强磁场中， 导轨中接入电动势为E、内阻为 r 的直流电源 电路中有一阻值为R 的电阻， 其余电阻不计， 将质量为m、长度为 L的导体棒由静止释放，求导体棒在释放瞬间的加速度的大小解析：

15、受力分析如下列图，导体棒受重力mg、支持力FN和安培力F，由牛顿第二定律：mgsin Fcos maFBIL I ERr由式可得agsin BEL cos m Rr. 答案： gsin BEL cos m Rr14(10 分)(2011 年长沙市第一中学高二阶段性考试)如图 318 所示，直线 MN 上方存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B 的匀强磁场，现有一质量为m、带电荷量为q 的粒子在纸面内以某一速度从A 点射入，其方向与MN 成 30 角，A 点到 MN 的距离为d，带电粒子重力不计图 318 (1)当 v 满足什么条件时，粒子能回到A 点；(2)粒子在磁场中运动的时间t. 解析：精选

16、学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 7 页由莲山课件提供:/ 5ykj / 资源全部免费由莲山课件提供:/ 5ykj / 资源全部免费(1)粒子运动如下列图，由图示的几何关系可知：r 2dtan 3023d粒子在磁场中的轨道半径为r，则有 Bqvmv2r联立两式，得v23dBqm此时粒子可按图中轨道回到A 点(2)由图可知，粒子在磁场中运动的圆心角为300所以 t300360T562 mBq5 m3Bq. 答案： (1)v2 3dBqm(2)5 m3Bq15. 图 319 (10 分)如图 319 所示，匀强电场区域和匀强磁场区

17、域是紧邻的且宽度相等均为d，电场方向在纸平面内，而磁场方向垂直纸面向里一带正电粒子从O 点以速度v0沿垂直电场方向进入电场在电场力的作用下发生偏转，从A 点离开电场进入磁场，离开电场时带电粒子在电场方向的偏移量为12d，当粒子从C 点穿出磁场时速度方向与进入电场O 点时的速度方向一致，不计带电粒子的重力，求：(1)粒子从 C 点穿出磁场时的速度v. (2)电场强度和磁感应强度的比值EB. 解析： (1)粒子在电场中偏转，垂直于电场方向速度vv0，平行于电场方向速度v，因为 dv t v0t，12dv2 t，所以 vvv0，所以 vv2v22v0， tan vv1.因此 45 ，即粒子进入磁场时

18、的速度方向与水平方向成45 角斜向右下方粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，穿出磁场时速度大小为v2v0，方向水平向右(2)粒子在电场中运动时，vatqEmdv0，得 Emv02qd. 在磁场中运动轨迹如下列图则 Rdsin45 2d，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 7 页由莲山课件提供:/ 5ykj / 资源全部免费由莲山课件提供:/ 5ykj / 资源全部免费又 qvBmv2R，BmvqRm2v0q2dmv0qd，所以EBv0. 答案： (1)2v0，方向水平向右(2)v016(12 分)如图 3 20 所示，初速度为零

19、的负离子经电势差为U 的电场加速后，从离子枪 T 中水平射出，经过一段路程后进入水平放置的两平行金属板MN 和 PQ 之间，离子所经空间存在着磁感应强度为B 的匀强磁场不考虑重力作用，离子的比荷q/m 在什么范围内，离子才能打在金属板上？图 320 解析：在加速过程中，据动能定理有12mv2 qU，由此得离子进入磁场的初速度v 2qUm.分析离子进入磁场后打到金属板两端的轨迹，如下列图，设半径分别为R1和 R2，则离子打到金属板上的条件是R1RR2，由勾股定理知R12d2(R1d2)2得 R154d；由勾股定理知R22(2d)2(R2d2)2 得 R2174d. 再由 RmvqB及 v2qUm可得 R1B2mUq，所以32U289B2d2qm32U25B2d2. 答案：32U289B2d2qm32U25B2d2精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 7 页