南開(kāi)中學(xué) 磁場(chǎng)單元測(cè)試試題

1、 磁場(chǎng)單元測(cè)試題 2016/12/05（考試時(shí)間：120分鐘，總分：150分）一、單項(xiàng)選擇題(下列選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，每題5分，共50分) 1發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的科學(xué)家是 A牛頓 B奧斯特 C法拉第 D安培2如圖，電流從A點(diǎn)分兩路對(duì)稱地且電流強(qiáng)度相等地通過(guò)圓形支路再匯合于B點(diǎn)，則圓環(huán)中心處O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向是A垂直圓環(huán)面指向紙內(nèi) B垂直圓環(huán)面指向紙外C磁感應(yīng)強(qiáng)度為零 D條件不足，無(wú)法判斷3如圖所示，為某種用來(lái)束縛原子的磁場(chǎng)的磁感線分布情況，以O(shè)點(diǎn)(圖中白點(diǎn))為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿z軸正方向磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小的變化最有可能為熒光屏狹縫電子束陰極陽(yáng)極zxy4右圖是電子射線管的示意圖。接通電源后，

2、電子射線由陰極沿x軸方向射出，在熒光屏上會(huì)看到一條亮線。要使熒光屏上的亮線向下（z軸負(fù)方向）偏轉(zhuǎn)，在下列措施中可采用的是A加一磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向沿y軸負(fù)方向B加一磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向沿z軸正方向C加一電場(chǎng)，電場(chǎng)方向沿z軸負(fù)方向D加一電場(chǎng)，電場(chǎng)方向沿y軸正方向5如圖所示，在xOy平面內(nèi)，勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向沿x軸正向，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直于紙面向里一電子在xOy平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度方向保持不變則電子的運(yùn)動(dòng)方向應(yīng)沿 Ax軸正向 Bx軸負(fù)向 Cy軸正向 Dy軸負(fù)向6如圖所示，用天平測(cè)量勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度下列各選項(xiàng)所示的載流線圈匝數(shù)相同，邊長(zhǎng)MN相等，將它們分別掛在天平的右臂下方線圈中通有大小相同的電流，天平處于平衡狀

3、態(tài)若磁場(chǎng)發(fā)生微小變化，天平最容易失去平衡的是7如圖所示，在光滑絕緣的斜面上有一垂直紙平面的導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒通有垂直紙面向里的恒定電流為使導(dǎo)體棒靜止在斜面上，可以加一豎直平面內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)為使所加磁場(chǎng)最小，則磁場(chǎng)的方向是A垂直斜面向上 B平行斜面向上C豎直向上 D水平向左8如圖所示，邊長(zhǎng)為a的等邊三角形ABC區(qū)域中存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，AC邊右側(cè)存在豎直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為E一帶正電、電量為q的小球以速度v0沿AB邊射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中恰能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，欲使帶電小球能從AC邊射出，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值應(yīng)為(已知重力加速度為g )A B C D9無(wú)限長(zhǎng)通電直導(dǎo)線在周圍某一點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感

4、應(yīng)強(qiáng)度B的大小與電流成正比，與導(dǎo)線到這一點(diǎn)的距離成反比如圖所示，兩根相距L的無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線分別通有電流I和3I在兩導(dǎo)線的連線上有a、b、c三點(diǎn)，a點(diǎn)為兩根直導(dǎo)線連線的中點(diǎn)，b、c兩點(diǎn)距最近導(dǎo)線的距離均為L(zhǎng)下列說(shuō)法正確的是A a點(diǎn)和b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相反B a點(diǎn)和b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比為8: 1C c點(diǎn)和b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相同D c點(diǎn)和b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比為5: 110磁場(chǎng)具有能量，磁場(chǎng)中單位體積所具有的能量叫做能量密度，其值為，式中B是磁感應(yīng)強(qiáng)度，是磁導(dǎo)率，在空氣中為一已知常數(shù)以通電螺線管（帶有鐵芯）為例，將銜鐵吸附在通電螺線管的一端，若將銜鐵緩

5、慢拉動(dòng)一小段距離，拉力所做的功就等于間隙中磁場(chǎng)的能量為了近似測(cè)得條形磁鐵磁極端面附近的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，某研究性學(xué)習(xí)小組用一根端面面積為A的條形磁鐵吸住一相同面積的鐵片P，再用力緩慢將鐵片與磁鐵拉開(kāi)一段微小距離，并測(cè)出拉力大小為F，如圖所示由此可以估算出該條形磁鐵磁極端面附近的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為A    B    C      D二、多項(xiàng)選擇題(下列各題中，至少有兩個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，每小題6分，共24分) 11一不計(jì)重力的帶電粒子在磁場(chǎng)中可能做以下哪幾種運(yùn)動(dòng)A勻加速直線運(yùn)動(dòng) B勻速

6、直線運(yùn)動(dòng)C類平拋運(yùn)動(dòng) D勻速圓周運(yùn)動(dòng)12如圖所示，空間存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)一帶電粒子在電場(chǎng)力和洛倫茲力共同作用下，從靜止開(kāi)始自A點(diǎn)沿曲線ACB運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度為零，C為運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)，不計(jì)重力，則A該粒子必帶正電荷BA、B兩點(diǎn)位于同一高度C粒子到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度最大D粒子一直在ABC間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)13如圖所示，回旋加速器D形盒的半徑為R，所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，用來(lái)加速質(zhì)量為m、電荷量為q的質(zhì)子，質(zhì)子從上半盒的質(zhì)子源由靜止出發(fā)，加速到最大能量E后，由A孔射出下列說(shuō)法正確的是A回旋加速器不能無(wú)限加速粒子B增大交變電壓U，則質(zhì)子在加速器中運(yùn)行時(shí)間將變長(zhǎng)C回旋加速器所加交變

7、電壓的頻率為D下半盒內(nèi)部質(zhì)子的軌道半徑之比(由內(nèi)到外)為14如圖所示為某種質(zhì)譜儀的工作原理示意圖此質(zhì)譜儀由以下幾部分構(gòu)成：粒子源N；P、Q間的加速電場(chǎng)；通道內(nèi)有均勻輻射電場(chǎng)的靜電分析器（內(nèi)部電場(chǎng)方向沿徑向指向圓心O，且與圓心O等距的各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等）；方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B；膠片M現(xiàn)由粒子源發(fā)出的不同帶電粒子，經(jīng)加速電場(chǎng)加速后進(jìn)入靜電分析器，讓某些粒子能沿靜電分析器的中心線并經(jīng)小孔S垂直磁場(chǎng)邊界進(jìn)入磁場(chǎng)，最終打到膠片上的某點(diǎn)設(shè)粒子從粒子源發(fā)出時(shí)的初速度不同，不計(jì)粒子所受重力下列說(shuō)法中正確的是A從小孔S進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子速度大小一定相等B從小孔S進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子動(dòng)能一定相等C打到膠片上同一點(diǎn)

8、的粒子速度大小一定相等D打到膠片上位置距離O點(diǎn)越遠(yuǎn)的粒子，荷質(zhì)比越小三、計(jì)算題（下列每個(gè)題目中，請(qǐng)寫(xiě)出必要的文字?jǐn)⑹黾坝?jì)算步驟，共76分）15(12分)如圖所示，在y<0的區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于xOy平面并指向紙里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B一帶負(fù)電的粒子(質(zhì)量為m、電荷量為q)以速度v0從O點(diǎn)射入磁場(chǎng)，入射方向在xOy平面內(nèi)，與x軸正向的夾角為(粒子所受重力不計(jì))求：(1) 該粒子射出磁場(chǎng)的位置坐標(biāo)A；(2) 該粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間圖（a）ACv0xyOB×××××××××××

9、;×××××××××v016(14分)如圖（a）所示，在以直角坐標(biāo)系xOy的坐標(biāo)原點(diǎn)O為圓心、半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)，存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直xOy所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一帶電粒子由磁場(chǎng)邊界與x軸的交點(diǎn)A處，以速度v0沿x軸負(fù)方向射入磁場(chǎng)，粒子恰好能從磁場(chǎng)邊界與y軸的交點(diǎn)C處，沿y軸正方向飛出磁場(chǎng)，不計(jì)帶電粒子所受重力y××Cv0Av0圖（b）xOB×××××××××××&

10、#215;××××××（1）求粒子的荷質(zhì)比；（2）若磁場(chǎng)的方向和所在空間的范圍不變，而磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小變?yōu)锽，該粒子仍從A處以相同的速度射入磁場(chǎng)，粒子飛出磁場(chǎng)時(shí)速度的方向相對(duì)于入射方向改變了角，如圖（b）所示，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小 17(14分)如圖所示，在xoy坐標(biāo)平面的第一象限內(nèi)有一沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在第四象限內(nèi)有一垂直于平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)現(xiàn)有一粒子源處在坐標(biāo)為(0，L)M點(diǎn)能以垂直與電場(chǎng)方向不斷發(fā)射質(zhì)量為m、電量為+q、速度為v0的粒子(重力不計(jì))，粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后最后又第一次從x軸上坐標(biāo)為(3L，0)處的P點(diǎn)射入電場(chǎng)，其入

11、射方向與x軸成45°角求：(1)粒子到達(dá)P點(diǎn)時(shí)的速度v；(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E和勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B18(18分)如圖1所示，在與紙面垂直的豎直面MN的左側(cè)空間中存在著豎直向上、場(chǎng)強(qiáng)大小為E2.5×102 N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng)(上、下及左側(cè)無(wú)界)一質(zhì)量為m0.5 kg、電荷量為q2.0×102 C的可視為質(zhì)點(diǎn)的帶正電小球，在t0時(shí)刻以大小為v0的水平初速度向右通過(guò)電場(chǎng)中的一點(diǎn)P當(dāng)tt1時(shí)刻在電場(chǎng)所在空間中加上一如圖2所示隨時(shí)間周期性變化的磁場(chǎng)（規(guī)定磁感線垂直紙面向里為正），使得小球能豎直向下通過(guò)D點(diǎn)已知D為電場(chǎng)中小球初速度方向上的一點(diǎn)，PD間距為L(zhǎng)，D到豎直面M

12、N的距離DQ為L(zhǎng)/，g10 m/s2(1)如果磁感應(yīng)強(qiáng)度B0為已知量，使得小球能豎直向下通過(guò)D點(diǎn)，求磁場(chǎng)每一次作用時(shí)間t0的最小值(用題中所給物理量的符號(hào)表示)；(2)如果磁感應(yīng)強(qiáng)度B0為已知量，試推出滿足條件的時(shí)刻t1的表達(dá)式(用題中所給物理量的符號(hào)表示)；(3)若小球能始終在電磁場(chǎng)所在空間做周期性運(yùn)動(dòng)，則當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)的周期最大時(shí)，求出磁感應(yīng)強(qiáng)度B0及運(yùn)動(dòng)的最大周期T的大小(用題中所給物理量的符號(hào)表示)19(18分)如圖所示的直角坐標(biāo)系中，從直線x=-2l0到y(tǒng)軸區(qū)域存在兩個(gè)大小相等、方向相反的有界勻強(qiáng)電場(chǎng)，其中x軸上方的電場(chǎng)方向沿y軸負(fù)方向，x軸下方的電場(chǎng)方向沿y軸正方向在電場(chǎng)左邊界從A(-2l0，-l0)點(diǎn)到C(-2l0，0)點(diǎn)的區(qū)域內(nèi)，連續(xù)分布著電量為+q、質(zhì)量為m的粒子從某時(shí)刻起，A點(diǎn)到C點(diǎn)間的粒子依次連續(xù)以相同速度v0沿x軸正方向射入電場(chǎng)從A點(diǎn)射入的粒子恰好從y軸上的A'(0，l0)點(diǎn)沿x軸正方向射出電場(chǎng)，其軌跡如圖