2023-2024學(xué)年高二物理粵教版（2023）選修第二冊-第一章磁場章節(jié)測試卷（B卷）(1)（原卷版+解析版）

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高二物理選擇性必修第二冊第一章測試卷（B卷）（原卷版）

學(xué)校:___________姓名：___________班級：___________考號：___________

考試時(shí)間：2023年X月X日命題人：審題人：

滿分100分，考試時(shí)間75分鐘。

考生注意：

1.答題前，請務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號用黑色字跡的簽字筆或鋼筆分別填寫在試題卷和答題紙規(guī)定的位置上。

2.答題時(shí)，請按照答題紙上“注意事項(xiàng)”的要求，在答題紙相應(yīng)的位置上規(guī)范作答，在本試題卷上的作答一律無效。

3.非選擇題的答案必須使用黑色字跡的簽字筆或鋼筆寫在答題紙上相應(yīng)的區(qū)域內(nèi)，作圖時(shí)先使用2B鉛筆，確定后必須使用黑色字跡的簽字筆或鋼筆描黑。

4.可能用到的相關(guān)參數(shù)：重力加速度g均取10m/s2。

第I卷（選擇題部分）

一、單選題（本題共7小題，每小題4分，共28分。每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)是符合題目要求的，不選、多選、錯(cuò)選均不得分）

1．如圖所示,導(dǎo)線框中電流為I,導(dǎo)線框垂直于磁場放置,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,AB與CD相距為d,則棒MN所受安培力大小()

A．B．

C．D．

2．一通電直導(dǎo)線與x軸平行放置，勻強(qiáng)磁場的方向與xOy坐標(biāo)平面平行，導(dǎo)線受到的安培力為F。若將該導(dǎo)線做成圓環(huán)，放置在xOy坐標(biāo)平面內(nèi)，如圖所示，并保持通電的電流不變，兩端點(diǎn)ab連線也與x軸平行，則圓環(huán)受到的安培力大小為（）

F

B．F

C．F

D．F

3．如圖所示，正方形區(qū)域abcd中充滿勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面向里。一個(gè)氫核從ad邊的中點(diǎn)m沿著既垂直于ad邊又垂直于磁場的方向，以一定速度射入磁場，正好從ab邊中點(diǎn)n射出磁場。若將磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼?倍，其他條件不變，則這個(gè)氫核射出磁場的位置是()

在b、n之間某點(diǎn)

B．在n、a之間某點(diǎn)

C．a(chǎn)點(diǎn)

D．在a、m之間某點(diǎn)

4．如圖所示，一個(gè)帶電的物體從光滑絕緣斜面頂點(diǎn)靜止釋放，處在垂直紙面向外的磁場之中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，斜面固定，運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間，物體離開斜面，已知斜面傾角，離開時(shí)的速度v，重力加速度g，可以判斷或計(jì)算出來的是（）

物體帶負(fù)電

B．物體的帶電量大小

C.物體的質(zhì)量

D．物體在斜面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

5.如圖所示，在x軸上方存在著垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，一個(gè)不計(jì)重力的帶電粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O處以速度v進(jìn)入磁場，粒子進(jìn)入磁場時(shí)的速度方向垂直于磁場且與x軸正方向成120°角，若粒子穿過y軸正半軸后在磁場中到x軸的最大距離為a，則該粒子的比荷和所帶電荷的正負(fù)分別是（）

，正電荷

B．，正電荷

C．，負(fù)電荷

D．，負(fù)電荷

6．如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，O為圓心，一帶電粒子從磁場邊界圓上的A點(diǎn)以速度沿圓的半徑方向射入磁場，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)，粒子從P點(diǎn)射出磁場，，僅改變粒子從A點(diǎn)射入磁場的速度大小，改變后粒子從Q點(diǎn)射出磁場，，則改變后粒子的速度為（）

B．

C．

D．

7．如圖所示，質(zhì)子以初速度v進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B且足夠大的勻強(qiáng)磁場中，速度方向與磁場方向的夾角為。已知質(zhì)子的質(zhì)量為m，電荷量為e。重力不計(jì)，則（）

A．質(zhì)子運(yùn)動(dòng)的軌跡為螺旋線，螺旋線的中軸線方向垂直于紙面向里

B．質(zhì)子做螺旋線運(yùn)動(dòng)的半徑為

C．質(zhì)子做螺旋線運(yùn)動(dòng)的周期為

D．一個(gè)周期內(nèi)，質(zhì)子沿著螺旋線軸線方向運(yùn)動(dòng)的距離（即螺距）為

二、多項(xiàng)選擇題（本題共3小題，每小題6分，共18分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有兩個(gè)或以上選項(xiàng)正確．全選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯(cuò)或不答的得0分）

8．1930年勞倫斯制成了世界上第一臺回旋加速器，其原理如圖所示，這臺加速器由兩個(gè)銅質(zhì)D形合D1、D2構(gòu)成，其間留有空隙，下列說法正確的是（）

A．離子由加速器的中心附近進(jìn)入加速器

B．離子由加速器的邊緣進(jìn)入加速器

C．離子從磁場中獲得能量

D．離子從電場中獲得能量

9．如圖所示，在半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)，有勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于圓平面(未畫出)。一群荷質(zhì)比為的負(fù)離子體以相同速率v0(較大)，由P點(diǎn)在紙平面內(nèi)向不同方向射入磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)后，又飛出磁場，則下列說法中正確的是(不計(jì)重力)()

A．離子飛出磁場時(shí)的動(dòng)能一定相等

B．離子在磁場中運(yùn)動(dòng)半徑一定相等

C．由Q點(diǎn)飛出的離子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長

D．沿PQ方向射入的離子飛出時(shí)偏轉(zhuǎn)角最大

10.如圖所示，xOy平面第一象限內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，甲、乙兩帶電粒子質(zhì)量相等，以大小相同的速度從O點(diǎn)射入磁場，甲初速度方向沿x軸、乙初速度方向沿y軸，兩粒子均能通過第一象限內(nèi)的P點(diǎn)。已知O、P兩點(diǎn)連線與x軸正方向之間的夾角為60°，不計(jì)粒子的重力及兩粒子間的相互作用，則（）

A．甲帶負(fù)電、乙?guī)д?/p>

B．甲、乙運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑之比為

C．甲、乙所帶電荷量大小之比為

D．甲、乙從O運(yùn)動(dòng)到P所用時(shí)間之比為

第II卷（非選擇題）

三、實(shí)驗(yàn)題（本題共2小題，共16分）

11.（8分）圖中虛線框內(nèi)存在一沿水平方向、且與紙面垂直的勻強(qiáng)磁場?，F(xiàn)通過測量通電導(dǎo)線在磁場中所受的安培力，來測量磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小、并判定其方向。所用部分器材已在圖中給出，其中D為位于紙面內(nèi)的U形金屬框，其底邊水平，兩側(cè)邊豎直且等長；E為直流電源；R為電阻箱；為電流表；S為開關(guān)。此外還有細(xì)沙、天平、米尺和若干輕質(zhì)導(dǎo)線。[來（1）在圖中畫線連接成實(shí)驗(yàn)電路圖。

（2）完成下列主要實(shí)驗(yàn)步驟中的填空。

①按圖接線。

②保持開關(guān)S斷開，在托盤內(nèi)加入適量細(xì)沙，使D處于平衡狀態(tài)；然后用天平稱出細(xì)沙質(zhì)量m1。

③閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)R的值使電流大小適當(dāng)，在托盤內(nèi)重新加入適量細(xì)沙，使D________；然后讀出___________________，并用天平稱出____________。

④用米尺測量_______________。

（3）用測量的物理量和重力加速度g表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，可以得出B=_________。

（4）判定磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的方法是：若____________，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向外；反之，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里。

12．（8分）霍爾元件是一種重要的磁傳感器，“用霍爾元件測量磁場”的實(shí)驗(yàn)中，把載流子為帶負(fù)電的電子的霍爾元件接入電路，如圖甲所示，電流為，方向向右，長方體霍爾元件長寬高分別為、、，處于豎直向上的恒定勻強(qiáng)磁場中。

（1）前后極板，電勢較高的是___________（填“板”或“板”）；

（2）某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)時(shí)，改變電流的大小，記錄了不同電流下對應(yīng)的值，如下表：

1.32.23.03.74.4

10.217.323.629.134.6

請根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)乙中畫出圖像。已知該霍爾元件單位體積中自由載流子個(gè)數(shù)為，電量，由公式，可得的函數(shù)關(guān)系式為___________（用題中的字母表示），根據(jù)畫出的圖像可得磁場=___________（保留2位有效數(shù)字）；

（3）有同學(xué)認(rèn)為代表了霍爾元件的電阻，請問這種想法正確嗎？請說明理由：___________。

四、計(jì)算題（本大題共3小題，共38分，解答過程請寫出必要的文字說明和必需的物理演算過程，只寫出最終結(jié)果的不得分）

13．(12分)已知質(zhì)量為m的帶電液滴，以速度v射入互相垂直的勻強(qiáng)電場E和勻強(qiáng)磁場B中，液滴在此空間剛好能在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。如圖所示。求：

(1)液滴在空間受到幾個(gè)力作用；

(2)液滴帶電荷量及電性；

(3)液滴做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑多大？

14.（12分）如圖所示，abcd是一個(gè)邊長為L的正方形，它是磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場橫截面的邊界線。一帶電粒子從ad邊的中點(diǎn)O與ad邊成θ＝30°角且垂直于磁場方向射入。若該帶電粒子所帶電量為q、質(zhì)量為m(重力不計(jì))，則該帶電粒子在磁場中飛行時(shí)間最長是多少？若要帶電粒子飛行時(shí)間最長，帶電粒子的速度必須符合什么條件？

15.（14分）如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系xOy中，第一象限內(nèi)存在正交的勻強(qiáng)電、磁場，電場強(qiáng)度E1＝40N/C；第四象限內(nèi)存在一方向向左的勻強(qiáng)電場E2＝N/C。一質(zhì)量為m＝2×10－3kg帶正電的小球，從點(diǎn)M(3.64m，3.2m)以v0＝1m/s的水平速度開始運(yùn)動(dòng)。已知小球在第一象限內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，從點(diǎn)P(2.04m，0)進(jìn)入第四象限后經(jīng)過y軸上的點(diǎn)N(0，－2.28m)(圖中未標(biāo)出)。(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)求：

(1)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B；

(2)小球由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的時(shí)間。絕密★啟用前

高二物理選擇性必修第二冊第一章測試卷（B卷）（解析版）

學(xué)校:___________姓名：___________班級：___________考號：___________

考試時(shí)間：2023年X月X日命題人：審題人：

滿分100分，考試時(shí)間75分鐘。

考生注意：

1.答題前，請務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號用黑色字跡的簽字筆或鋼筆分別填寫在試題卷和答題紙規(guī)定的位置上。

2.答題時(shí)，請按照答題紙上“注意事項(xiàng)”的要求，在答題紙相應(yīng)的位置上規(guī)范作答，在本試題卷上的作答一律無效。

3.非選擇題的答案必須使用黑色字跡的簽字筆或鋼筆寫在答題紙上相應(yīng)的區(qū)域內(nèi)，作圖時(shí)先使用2B鉛筆，確定后必須使用黑色字跡的簽字筆或鋼筆描黑。

4.可能用到的相關(guān)參數(shù)：重力加速度g均取10m/s2。

第I卷（選擇題部分）

一、單選題（本題共7小題，每小題4分，共28分。每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)是符合題目要求的，不選、多選、錯(cuò)選均不得分）

1．如圖所示,導(dǎo)線框中電流為I,導(dǎo)線框垂直于磁場放置,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,AB與CD相距為d,則棒MN所受安培力大小()

A．B．

C．D．

【答案】D

【解析】

導(dǎo)體棒都在磁場中，故安培力為故D正確；故選D。

2．一通電直導(dǎo)線與x軸平行放置，勻強(qiáng)磁場的方向與xOy坐標(biāo)平面平行，導(dǎo)線受到的安培力為F。若將該導(dǎo)線做成圓環(huán)，放置在xOy坐標(biāo)平面內(nèi)，如圖所示，并保持通電的電流不變，兩端點(diǎn)ab連線也與x軸平行，則圓環(huán)受到的安培力大小為（）

F

B．F

C．F

D．F

【答案】C

【解析】根據(jù)安培力公式，安培力F與導(dǎo)線長度L成正比；若將該導(dǎo)線做成圓環(huán)

圓環(huán)的半徑為

圓環(huán)ab兩點(diǎn)之間的距離為

由

得

故選C。

3．如圖所示，正方形區(qū)域abcd中充滿勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面向里。一個(gè)氫核從ad邊的中點(diǎn)m沿著既垂直于ad邊又垂直于磁場的方向，以一定速度射入磁場，正好從ab邊中點(diǎn)n射出磁場。若將磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼?倍，其他條件不變，則這個(gè)氫核射出磁場的位置是()

在b、n之間某點(diǎn)

B．在n、a之間某點(diǎn)

C．a(chǎn)點(diǎn)

D．在a、m之間某點(diǎn)

【答案】C

【解析】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)氫核垂直于ad邊從中點(diǎn)m射入，又從ab邊的中點(diǎn)n射出，則速度必垂直于ab邊，以a點(diǎn)為圓心，且r＝，當(dāng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼?倍，則半徑變?yōu)樵瓉淼?/2，氫核從a點(diǎn)垂直于ad邊射出，所以選項(xiàng)C正確。

4．如圖所示，一個(gè)帶電的物體從光滑絕緣斜面頂點(diǎn)靜止釋放，處在垂直紙面向外的磁場之中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，斜面固定，運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間，物體離開斜面，已知斜面傾角，離開時(shí)的速度v，重力加速度g，可以判斷或計(jì)算出來的是（）

物體帶負(fù)電

B．物體的帶電量大小

C.物體的質(zhì)量

D．物體在斜面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

【答案】D

【解析】A．由于物體運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間離開斜面，所以所受洛侖茲力垂直斜面向上，由左手定則可知物體帶正電，故A錯(cuò)誤；

BC．物體離開斜面時(shí)

可得

所以物體的帶電量大小、物體的質(zhì)量都未知，也不能計(jì)算出來，故BC錯(cuò)誤；

D．物體在離開斜面前，在垂直于斜面方向上處于平衡狀態(tài)

在沿斜面方向上

因此物體沿斜面向下做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度

可得物體在斜面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

故D正確。故選D。

5.如圖所示，在x軸上方存在著垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，一個(gè)不計(jì)重力的帶電粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O處以速度v進(jìn)入磁場，粒子進(jìn)入磁場時(shí)的速度方向垂直于磁場且與x軸正方向成120°角，若粒子穿過y軸正半軸后在磁場中到x軸的最大距離為a，則該粒子的比荷和所帶電荷的正負(fù)分別是（）

，正電荷

B．，正電荷

C．，負(fù)電荷

D．，負(fù)電荷

【答案】C

【詳解】由題意可知粒子向右偏轉(zhuǎn)，根據(jù)左手定則可知粒子帶負(fù)電荷。作出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，設(shè)粒子的軌跡半徑為r，根據(jù)幾何關(guān)系有r＋rsin30°＝a根據(jù)牛頓第二定律有聯(lián)立解得

故選C。

6．如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，O為圓心，一帶電粒子從磁場邊界圓上的A點(diǎn)以速度沿圓的半徑方向射入磁場，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)，粒子從P點(diǎn)射出磁場，，僅改變粒子從A點(diǎn)射入磁場的速度大小，改變后粒子從Q點(diǎn)射出磁場，，則改變后粒子的速度為（）

B．

C．

D．

【答案】C

【解析】設(shè)圓形區(qū)域半徑為R，當(dāng)粒子的速度為時(shí)，由幾何關(guān)系可得，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為

因洛倫茲力提供向心力，則有

改變粒子速度后，設(shè)速度大小為v，由幾何關(guān)系可得，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為

則有

聯(lián)立解得故選C。

7．如圖所示，質(zhì)子以初速度v進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B且足夠大的勻強(qiáng)磁場中，速度方向與磁場方向的夾角為。已知質(zhì)子的質(zhì)量為m，電荷量為e。重力不計(jì)，則（）

A．質(zhì)子運(yùn)動(dòng)的軌跡為螺旋線，螺旋線的中軸線方向垂直于紙面向里

B．質(zhì)子做螺旋線運(yùn)動(dòng)的半徑為

C．質(zhì)子做螺旋線運(yùn)動(dòng)的周期為

D．一個(gè)周期內(nèi)，質(zhì)子沿著螺旋線軸線方向運(yùn)動(dòng)的距離（即螺距）為

【答案】D

【解析】A．將質(zhì)子的初速度分解為垂直于磁場方向的速度沿磁場方向的速度質(zhì)子沿垂直磁場方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，沿磁場方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則質(zhì)子運(yùn)動(dòng)的軌跡為螺旋線，螺旋線的中軸線方向平行磁場方向，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B．質(zhì)子做螺旋線運(yùn)動(dòng)的半徑為選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

C．質(zhì)子做螺旋線運(yùn)動(dòng)的周期為選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

D．一個(gè)周期內(nèi)，質(zhì)子沿著螺旋線軸線方向運(yùn)動(dòng)的距離（即螺距）為選項(xiàng)D正確。故選D。

二、多項(xiàng)選擇題（本題共3小題，每小題6分，共18分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有兩個(gè)或以上選項(xiàng)正確．全選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯(cuò)或不答的得0分）

8．1930年勞倫斯制成了世界上第一臺回旋加速器，其原理如圖所示，這臺加速器由兩個(gè)銅質(zhì)D形合D1、D2構(gòu)成，其間留有空隙，下列說法正確的是（）

A．離子由加速器的中心附近進(jìn)入加速器

B．離子由加速器的邊緣進(jìn)入加速器

C．離子從磁場中獲得能量

D．離子從電場中獲得能量

【答案】AD

【解析】據(jù)回旋加速器的工作原理知，粒子由回旋加速器的中心附近進(jìn)入加速器，且在電場中加速，通過磁場回旋，所以從電場中獲得能量，故選AD．

9．如圖所示，在半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)，有勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于圓平面(未畫出)。一群荷質(zhì)比為的負(fù)離子體以相同速率v0(較大)，由P點(diǎn)在紙平面內(nèi)向不同方向射入磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)后，又飛出磁場，則下列說法中正確的是(不計(jì)重力)()

A．離子飛出磁場時(shí)的動(dòng)能一定相等

B．離子在磁場中運(yùn)動(dòng)半徑一定相等

C．由Q點(diǎn)飛出的離子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長

D．沿PQ方向射入的離子飛出時(shí)偏轉(zhuǎn)角最大

【答案】BC

【解析】射入磁場的離子荷質(zhì)比相等，但質(zhì)量不一定相等，故射入時(shí)初動(dòng)能可能不等。又因?yàn)槁鍌惼澚Σ蛔龉?，故這些離子從射入到射出動(dòng)能不變，但不同離子的動(dòng)能可能不等，A錯(cuò)誤。離子在磁場中偏轉(zhuǎn)的半徑為r＝，由于荷質(zhì)比和速度都相等，磁感應(yīng)強(qiáng)度B為定值，故所有離子的偏轉(zhuǎn)半徑都相等，B正確。同時(shí)，各離子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期T＝也相等，根據(jù)幾何規(guī)律：圓內(nèi)較長的弦對應(yīng)較大的圓心角，所以從Q點(diǎn)射出的離子偏轉(zhuǎn)角最大，在磁場內(nèi)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長，C對。沿PQ方向射入的離子不一定從Q點(diǎn)射出，故偏轉(zhuǎn)角不是最大，D錯(cuò)，選BC。

10.如圖所示，xOy平面第一象限內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，甲、乙兩帶電粒子質(zhì)量相等，以大小相同的速度從O點(diǎn)射入磁場，甲初速度方向沿x軸、乙初速度方向沿y軸，兩粒子均能通過第一象限內(nèi)的P點(diǎn)。已知O、P兩點(diǎn)連線與x軸正方向之間的夾角為60°，不計(jì)粒子的重力及兩粒子間的相互作用，則（）

A．甲帶負(fù)電、乙?guī)д?/p>

B．甲、乙運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑之比為

C．甲、乙所帶電荷量大小之比為

D．甲、乙從O運(yùn)動(dòng)到P所用時(shí)間之比為

【答案】BD

【解析】A．由題意，根據(jù)左手定則可判得，甲帶正電、乙?guī)ж?fù)電，故A錯(cuò)誤；B．由題意可得，甲、乙的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中圓弧1、圓弧2,由幾何關(guān)系得,所以甲、乙運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑之比為,故B正確；C．根據(jù),得,因?yàn)榧住⒁覂蓭щ娏Ｗ淤|(zhì)量相等，初速度相等，所以甲、乙所帶電荷量大小之比為半徑反比，即

,故C錯(cuò)誤；D．由幾何關(guān)系得，甲、乙從O運(yùn)動(dòng)到P對應(yīng)圓心角分別為、，所以甲、乙從O運(yùn)動(dòng)到P所用時(shí)間分別為,,解得

,故D正確。

故選：BD。

第II卷（非選擇題）

三、實(shí)驗(yàn)題（本題共2小題，共16分）

11.（8分）圖中虛線框內(nèi)存在一沿水平方向、且與紙面垂直的勻強(qiáng)磁場?，F(xiàn)通過測量通電導(dǎo)線在磁場中所受的安培力，來測量磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小、并判定其方向。所用部分器材已在圖中給出，其中D為位于紙面內(nèi)的U形金屬框，其底邊水平，兩側(cè)邊豎直且等長；E為直流電源；R為電阻箱；為電流表；S為開關(guān)。此外還有細(xì)沙、天平、米尺和若干輕質(zhì)導(dǎo)線。[來（1）在圖中畫線連接成實(shí)驗(yàn)電路圖。

（2）完成下列主要實(shí)驗(yàn)步驟中的填空。

①按圖接線。

②保持開關(guān)S斷開，在托盤內(nèi)加入適量細(xì)沙，使D處于平衡狀態(tài)；然后用天平稱出細(xì)沙質(zhì)量m1。

③閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)R的值使電流大小適當(dāng)，在托盤內(nèi)重新加入適量細(xì)沙，使D________；然后讀出___________________，并用天平稱出____________。

④用米尺測量_______________。

（3）用測量的物理量和重力加速度g表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，可以得出B=_________。

（4）判定磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的方法是：若____________，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向外；反之，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里。

【答案】：（1）連接成的實(shí)驗(yàn)電路圖如圖。

（2）③重新處于平衡狀態(tài)；電流表的示數(shù)I此時(shí)細(xì)沙的質(zhì)量m2.

④D的底邊長度L

（3）g。

（4）m2.>m1.

【解析】：將電源、開關(guān)、電流表、電阻箱和U形金屬框連接成閉合電路。設(shè)U形金屬框質(zhì)量m，開關(guān)S斷開，有m1g=mg。閉合開關(guān)S，有m2g=mg+BIL。聯(lián)立解得：B=g。若m2.>m1.，U形金屬框所受安培力向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向外；反之，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里。

12．（8分）霍爾元件是一種重要的磁傳感器，“用霍爾元件測量磁場”的實(shí)驗(yàn)中，把載流子為帶負(fù)電的電子的霍爾元件接入電路，如圖甲所示，電流為，方向向右，長方體霍爾元件長寬高分別為、、，處于豎直向上的恒定勻強(qiáng)磁場中。

（1）前后極板，電勢較高的是___________（填“板”或“板”）；

（2）某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)時(shí)，改變電流的大小，記錄了不同電流下對應(yīng)的值，如下表：

1.32.23.03.74.4

10.217.323.629.134.6

請根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)乙中畫出圖像。已知該霍爾元件單位體積中自由載流子個(gè)數(shù)為，電量，由公式，可得的函數(shù)關(guān)系式為___________（用題中的字母表示），根據(jù)畫出的圖像可得磁場=___________（保留2位有效數(shù)字）；

（3）有同學(xué)認(rèn)為代表了霍爾元件的電阻，請問這種想法正確嗎？請說明理由：___________。

【答案】板(2分)見解析(2分)0.016(2分)見解析(2分)

【解析】（1）[1]因電子的運(yùn)動(dòng)方向與電流方向相反，依據(jù)左手定則，可知，電子受到的洛倫茲力方向偏向N極，那么M極的電勢偏高；

（2）[2]依據(jù)表格數(shù)據(jù)，作出圖象，如圖所示

[3]根據(jù)

則有

而

I=nebcv

可得

而依據(jù)圖象，可知其斜率為k=7.8；因此磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為

B=7.8×6.25×1019×1.6×10-19×0.2×10-3T=0.016T

（3）[4]UH是外電壓，那么代表了外電阻，而霍爾元件的電阻，即為內(nèi)電阻，因此不正確，原因電流I不是由UH產(chǎn)生的。

四、計(jì)算題（本大題共3小題，共38分，解答過程請寫出必要的文字說明和必需的物理演算過程，只寫出最終結(jié)果的不得分）

13．(12分)已知質(zhì)量為m的帶電液滴，以速度v射入互相垂直的勻強(qiáng)電場E和勻強(qiáng)磁場B中，液滴在此空間剛好能在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。如圖所示。求：

(1)液滴在空間受到幾個(gè)力作用；

(2)液滴帶電荷量及電性；

(3)液滴做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑多大？

【答案】(1)三個(gè)(2)負(fù)電(3)

【解析】(1)由于是帶電液滴，它必須受重力，又處于電磁復(fù)合場中，還應(yīng)受到電場力及洛倫茲力共三個(gè)力作用。

(2)因液滴做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故必須滿足重力與電場力平衡，所以液滴應(yīng)帶負(fù)電，電荷量由mg＝qE，求得：q＝mg/E。

(3)盡管液滴受三個(gè)力，但合力為洛倫茲力，所以仍可用半徑公式r＝，把電荷量代入可得：

r＝＝。

14.（12分）如圖所示，abcd是一個(gè)邊長為L的正方形，它是磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場橫截面的邊界線。一帶電粒子從