1、2013-2014学年河北省石家庄市无极中学高二上学期期中考试物理试卷与答案（带解析） 选择题 下列关于磁场和磁感线的描述中正确的是 ( ) A磁感线可以形象地描述各点磁场的方向 B磁感线是磁场中客观存在的线 C磁感线总是从磁铁的 N极出发，到 S极终止 D实验中观察到的铁屑的分布就是磁感线 答案： A 试题分析：磁感线是为了形象描述磁场而引入的假想线，它可以描述磁场的强弱和方向，所以 A正确、 B错误；磁铁的外部，磁感线从 N极到 S极，内部从S极到 N，内外部磁感线为闭合曲线，故 C错误；实验中观察到的铁屑的分布只是模拟磁感线的形状，不是磁感线，磁感线是看不到的，所以 D错误； 考点：磁感
2、线 如图所示，质量为 m，带电荷量 q的小球从 P点静止释放，下落一段距离后进入正交的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向左，磁场方向垂直纸面向里，则小球在通过正交的电场和磁场区域时的运动情况是 ( ) A一定做曲线运动 B轨迹一定是抛物线 C可能做匀速直线运动 D可能做匀加速直线运动 答案： A 试题分析：小球从 P点静止释放，下落一段距离后进入正交的匀强电场和匀强磁场中后一定会受到电场力和洛伦兹力电场力和重力会对小球做正功，洛伦兹力不做功小球的动能会增加，即速度变大，且速度的方向也会发生变化洛伦兹力也会变大，方向也会改变小球运动的速度和加速度的大小、方向都会改变所以运动情况是一定做曲线运动，
3、故只有选项 A正确； 考点：带电粒子在复合场中的运动 每时每刻都有大量宇宙射线向地球射来如图 7所示，地磁场可以改变射线中大多数带电粒子的运动方向，使它们不能到达地面，这对地球上的生命有十分重要的意义假设有一个带正电的宇宙 射线粒子正垂直于地面向赤道射来，在地磁场的作用下，它将 ( ) A向东偏转 B向南偏转 C向西偏转 D向北偏转 答案： A 试题分析：赤道附近的地磁场方向水平向北，一个带正电的射线粒子竖直向下运动时，据左手定则可以确定，它受到水平向东的洛伦兹力，故它向东偏转，故只有选项 A正确； 考点：洛伦兹力的方向 如图所示，一圆形区域内存在匀强磁场， AC为直径， O为圆心，一带电粒子
4、从 A沿 AO方向垂直射入磁场，初速度为 v1，从 D点射出磁场时的速率为 v2，则下列说法中正确的是 (粒子重力不计 )( ) A v2 v1， v2的方向必过圆心 B v2 v1， v2的方向必过圆心 C v2 v1， v2的方向可能不过圆心 D v2 v1， v2的方向可能不过圆心 答案： B 试题分析：由于洛伦兹力对带电粒子不做功，故 v2 v1，带电料子在圆形边界磁场中径向射入必然径向射出，即 v2的方向必过圆心，故只有选项 B 正确， A、C、 D错误； 考点：带电粒子在匀强磁场中的运动 “月球勘探者号 ”空间探测器运用高科技手段对月球近距离勘探，在月球重力分布、磁场分布及元素测定
5、方面取得了新成果月球上的磁场极其微弱，通过探测器拍摄电子在月球磁场中的运动轨迹，可分析月球磁场的强弱分布情况，图 5是探测器通过月球表面 a、 b、 c、 d四个位置时，拍摄到的电子运动轨迹照片设电子速率相同，且与磁场方向垂直，则可知四个位置的磁场从强到弱的排列正确的是 ( ) A BbB aB dB c B BdB cB bB a C BcB dB aB b D BaB bB cB d 答案： D 试题分析：电子在磁场中做匀速圆周运动，由题图可知在 a、 b、 c、 d四图中电子运动轨迹的半径大小关系为 Rd Rc Rb Ra，由半径公式 R 可知，半径越大，磁感应强度越小，所以 Ba Bb
6、 Bc Bd，故只有选项 D正确； 考点：带电粒子在匀强磁场中的运动 一个带电粒子沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场，粒子的一段径迹如图所示，径迹上的每一小段可近似看成圆弧由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小 (带电荷量不变 )从图中可以确定 ( ) A粒子从 a到 b，带正电 B粒子从 b到 a，带正电 C粒子从 a到 b，带负电 D粒子从 b到 a，带负电 答案： B 试题分析：因为粒子的能量逐渐减小，同时洛伦兹力不做功，所以可知粒子的速率逐渐减小，根据牛顿运动定律和圆周运动公式有 ，即轨道半径，结合轨迹图可以看出粒子从 b运动到 a，根据左手定则可以判断得知粒子在正电，所以只有
7、选项 B正确； 考点：带电粒子在匀强磁场中的运动 在磁感应强度为 B0、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根通电长直导线，电流的方向垂直于纸面向里如图所示， a、 b、 c、 d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中 ( ) A c、 d两点的 磁感应强度大小相等 B a、 b两点的磁感应强度大小相等 C c点的磁感应强度的值最小 D b点的磁感应强度的值最大 答案： C 试题分析：通电直导线在 c点的磁感应强度方向与 B0的方向相反， b、 d两点的电流磁场与 B0垂直， a点电流磁场与 B0同向，由磁场的叠加可知， c点的磁感应强度最小，所以只有 C选项正确； 考点：通电直导线周
8、围的磁场方向、磁场的叠加 如图，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直给导线通以垂直纸面向里的电流，用 FN表示磁铁对桌面的压力，用 Ff表示桌面对磁铁的摩擦力，则导线通电后与通电前相比较 ( ) A FN减小， Ff 0 B FN减小， Ff0 C FN增大， Ff 0 D FN增大， Ff0 答案： C 试题分析：由于磁铁在导线所在处的磁感应强度方向水平向左，由左手定则可知，磁铁对通电导线的作用力竖直向上，由牛顿第三定律可知，通电导线对磁铁的作用力竖直向下，使磁铁与桌面间的压力变大；由于通电导线对磁铁的作用力竖直向下，因此磁铁没有水平运动趋势，所以只有选项
9、 C正确； 考点：安培力的方向、共点力平衡、牛顿第三定律 如图所示，带负电的金属环 绕其轴 OO匀速转动时，放在环顶部的小磁针最后将 ( ) A N极竖直向上 B N极竖直向下 C N极水平向左 D小磁针在水平面内转动 答案： C 试题分析：带电金属环形成逆时针电流（从右向左看），根据安培定则可知，通过金属环轴 OO处的磁场方向水平向右，小磁针处的磁场方向水平向左，故小磁针 N极最后水平指向左方，所以只有选项 C正确； 考点：通电线圈周围磁场的方向 发现通电导线周围存在磁场的科学家是 ( ) A洛伦兹 B库仑 C法拉第 D奥斯特 答案： D 试题分析：洛伦兹研究了磁场对运动电荷的作用力，库仑发
10、现库仑定律，法拉第发现法拉第电磁感应规律，奥斯特通过实验发现电流的周围存在磁场，提出电流可以产生磁场的理论，所以只有 D正确； 考点：物理学史 填空题 (5分 )如图所示，在 x轴的上方 (y0)存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为 B.在原点 O有一个离子源向 x轴上方的各个方向发射出质量为 m，电荷量为 q的正离子，速率都为 v.对那些在 xOy平面内运动的离子，在磁场中可能到达的最大值为 x _， y _. 答案： 试题分析：正离子在匀强磁场中做匀速圆周运动，其偏转方向为顺时针方向，射到 y轴上最远的离子是沿 x轴负方向射出的离子而射到 x轴上最远的离子是沿 y轴正方向射出的离子
11、这两束离子可能到达的最大 x、 y值恰好是圆周的直径，如下图所示： 考点：带电粒子在磁场中的运动 (5分 )如图所示，有一质量为 m、电荷量为 q的带正电的小球停在绝缘平面上，并且处在磁感应强度为 B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中为了使小球飘离平面，匀强磁场在纸面内移动的最小速度为 _，方向为_ 答案： ；水平向左 试题分析：由左手定则可以判断出，当小球相对于磁场向右运动时，带正电的小球所受的洛伦兹力方向向上，当其与重力平衡时，小球即将飘离平面设此时速度为 v，则由力的平衡可知 mg qvB，所以最小速度 v .小球相对于磁场向右运动，而小球静止，则磁场向左运动 考点：洛伦兹力公式、共点力平衡
12、、相对运动 (4分 )将长为 1 m的导线 ac从中点 b折成如图所示的形状，放入 B 0.08 T的匀强磁场中， abc平面与磁场垂直若在导线 abc中通入 25 A的直流电，则整个导线所受安培力大小为 _ N. 答案： 试题分析：折线 abc受力等效于 a和 c连线受力，由几何知识可知 ac m，F ILBsin 250.08 sin 90 N N； 考点：匀强磁场中的安培力 计算题 (10分 )如图所示，在倾角为 37的光滑斜面上水平放置一条长为 0.2 m的直导线 PQ，两端以很软的导线通入 5 A的电流当加一个竖直向上的 B 0.6 T的匀强磁场时， PQ恰好平衡，则导线 PQ的重力
13、为多少？ (sin 37 0.6) 答案： .8N 试题分析：对通电导线受力分析如图所示 由平衡条件得： F 安 mgtan37， 又： F 安 BIL， 代入数据得： N 0.8 N 考点：安培力、共点力平衡 (12分 )如图所示，质量为 m、带电荷量为 q的粒子，从两平行电极板正中央垂直电场线和磁感线以速度 v飞入已知两极间距为 d，磁感应强度为 B，这时粒子恰能沿直线穿过电场和磁场区域今将磁感应强度增大到某值，则粒子将落到极板上已知粒子重力不计，则粒子落到极板上时的动能为多少？ 答案： 试题分析：带电粒子做匀速直线运动时，有 磁感应强度增大，则洛伦兹力增大，粒子向洛伦兹力方向偏转，当粒子
14、到达极板时，电场力做负功，则： 解得： 考点：带电粒子在复合场中的运动 (10分 )如图所示，直线 MN上方为磁感应强度为 B的足够大的匀强磁场一电子 (质量为 m、电荷量为 e)以 v的速度从点 O与 MN成 30角的方向射入磁场中，求： (1)电子从磁场中射出时距 O点多远； (2)电子在磁场中运动的时间为多少 答案：（ 1） ；（ 2） 试题分析：（ 1）由左手定则可判断出电子应落在 ON之间，运动轨迹如下图： 根据几何关系可解得圆心角为 600，则 电子出射点距 O点的距离等于电子的运动半径 。 （ 2）电子在磁场中的运动时间为 考点：带电粒子在磁场中的运动 (14分 )质量为 m，电
15、荷量为 q的带负电粒子自静止开始，经 M、 N板间的电场加速后，从 A点垂直于磁场边界射入宽度为 d的匀强磁场中，该粒子离开磁场时的位置 P偏离入射方向的距离为 L，如图所示已知 M、 N两板间的电压为 U，粒子的重力不计 (1)正确画出粒子由静止开始至离开匀强磁场时的轨迹图 (用直尺和圆规规范作图 )； (2)求匀强磁场的磁感应强度 B. 答案：（ 1） （ 2） 试题分析： (1)作粒子经电场和磁场的轨迹图，如图 (2)设粒子在 M、 N两板间经电场加速后获得的速度为 v，由动能定理得： qU mv2 粒子进入磁场后做匀速圆周运动，设其半径为 r，则： qvB m 由几何关系得： r2 (r-L)2 d2 联立 式得： 磁感应强度： B . 考点：粒子在电场、磁场中的运动
