1、2013-2014学年河南周口中英文学校高二上学期第三次月考物理试卷与答案（带解析） 选择题 关于带电粒子所受洛伦兹力 F和磁感应强度 B及粒子速度 v三者之间的关系，下列说法中正确的是 A F必定垂直于 B、 v，但 B不一定垂直于 v B F、 B、 v三者必定均保持垂直 C B必定垂直于 F、 v，但 F不一定垂直于 v D v必定垂直于 F、 B，但 F不一定垂直于 B 答案： A 试题分析：根据左手定则，洛伦兹力方向垂直于磁场方向和粒子的速度方向，即垂直于磁场方向和速度方向所决定的平面，但是磁场方向与速度方向不一定垂直故 A正确 考点：左手定则。 一束带电粒子以同一速度，并以同一位置
2、进入匀强磁场，在磁场中它们的轨迹如图所示粒子 q1的轨迹半径为 r1，粒子 q2的轨迹半径为 r2，且 r2 2r1，q1、 q2分别是它们的带电量，则 ( ) A q1带负电、 q2带正电，荷质比之比为 2 1 B q1带负电、 q2带正电，荷质比之比为 1 2 C q1带正电、 q2带负电，荷质比之比为 2 1 D q1带正电、 q2带负电，荷质比之比为 1 1 答案： C 试题分析： q1向左偏， q2向右偏，根据左手定则知， q1带正电， q2带负电根据半径公式 ，知荷质比 ， v与 B不变，所以荷质比之比等于半径之反比，所以 故 C正确。 考点：带电粒子在磁场中的圆周运动。 如图所示
3、，金属细棒质量为 m，用两根相同轻弹簧吊放在水平方向的匀强磁场中，弹簧的劲度系数为 k，棒 ab中通有稳恒电流，棒处于平衡，并且弹簧的弹力恰好为零若电流大小不变而方向相反，则 ( ) A每根弹簧弹力的大小为 mg B每根弹簧弹力的大小为 2mg C弹簧形变量为 mg/k D弹簧形变量为 2mg/k 答案： AC 试题分析：金属棒原来在磁场中受到重力、安培力，二力平衡，则安培力大小为 F=mg；当电流大小不变，方向相反时，安培力的大小不变，方向相反，平衡时，则有 F+mg=2F 弹 ，解得 F 弹 =mg故 A正确， B错误根据胡克定律得：F 弹 =kx，得 故 C正确， D错误 考点：磁场对通
4、电导线的作用；胡克定律。 如图，带电平行金属板中匀强电场方向竖直上，匀强磁场方向垂直纸面向里，带电小球从光滑绝缘轨道上的 a点由静止滑下，经过 1/4圆弧轨道从端点 P（切线水平）进入板间后恰好沿水平方向做直线运动，现使带电小球从比 a点稍低的 b点由静 止滑下，在经过 P点进入板间的运动过程中 ( ) A带电小球的动能将会增大 B带电小球的电势能将会增大 C带电小球所受洛伦兹力将会减小 D带电小球所受电场力将会增大 答案： AB 试题分析：根据题意分析得，对小球进行受力分析得小球共受到三个力作用：恒定的重力 G、恒定的电场力 F、洛伦兹力 f，这三个力都在竖直方向上，小球在水平直线上做匀速直
5、线运动，所以小球受到的合力一定是零，即如果小球从稍低的 b点下滑到从 P点进入平行板间，则小球到达 P点的速度会变小，所以洛伦兹力减小，合外力向下，所以小球会偏离水平方向向下做曲线运动，故电场力做负功，电势能增加；合外力做正功，动能将会增大，由于速度的增大又导致洛伦兹力也会增大，电场力不变，故 AB 正确。 考点：带电粒子在复合场中的运动问题。 如图所示，用绝缘细线悬吊着的带正电小球在匀匀强磁场中做简谐运动，则 ( ) A当小球每次通过平衡位置时，动能相同 B当小球每次通过平衡位置时，速度相同 C当小球每次通过平衡位置时，丝线拉力相同 D撤消磁场后，小球摆动周期变化 答案： A 试题分析：带电
6、小球在匀强磁场中受洛伦兹力，洛伦兹力不做功，只有重力做功，机械能守恒，故当小球每次通过平衡位置时，动能相同故 A正确当小球每次通过平衡位置时，动能相同，速度大小相等，但方向不同，故速度不同故 B错误当小球每次通过平衡位置时，速度大小相等，所需要的向心力相同所需要的向心力是由小球所受的重力、绳子的拉力和洛伦兹力的合力提供的但是洛伦兹的方向在改变，小球从左向右通过最低点时，洛伦兹力向上，小球从右向左通过最低点时，洛伦兹力向下，故绳子的拉力大小也在改变故C 错误单摆的周期公式 ，磁场撤销后 ，小球的周期还是原来的值，没有发生变化故 D错误 考点：带电粒子在磁场中的运动；洛伦兹力及单摆的周期。 两条长
7、直导线 AB和 CD相互垂直，彼此相隔一很小距离，通以图所示方向的电流，其中 AB固定， CD可以其中心为轴自由转动或平动，则 CD的运动情况是 :（ ） A顺时针方向转动，同时靠近导线 AB B顺时针方向转动，同时离开导线 AB C逆时针方向转动，同时靠近导线 AB D逆时针方向转动，同时离开导线 AB 答案： C 试题分析：电流 AB产生的磁场在右边垂直纸面向里，在左边垂直纸面向外，在 CD左右两边各取一小电流元，根据左手定则，左边的电流元所受的安培力方向向下，右边的电流元所受安培力方向向上，知 CD导线逆时针方向转动当 CD导线转过 90后，两电流为同向电流，相互吸引所以导线 CD逆时针
8、方向转动，同时靠近导线 AB故 C正确 考点：通电导线之间的相互作用。 一质量为 m、电荷量为 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，则此环形电流为多大（ ） A B C D 答案： A 试题分析：粒子在磁场中匀速圆周运动，有 ；粒子运动的周期为 ，等效电流为 ，选项 A正确。 考点：带电粒子在磁场中的圆周运动；电流强度。 如图所示，在竖直向上的匀强磁场中，水平固定放置着一根长直导线，电流方向垂直纸面向外， 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 a、 b两点磁感应强度相同 B c、 d两点磁感应强度大小相等 C
9、a点磁感应强度最大 D b点磁感应强度最大 答案： BD 试题分析：用右手螺旋定则判断通电直导线在 abcd 四个点上所产生的磁场方向，如图左图所示；根据平行四边形定则， a、 b、 c、 d各个点的磁场情况如右图，显然， C 点与 D 点合磁感应强度相等； a 点磁感应强度为两磁场之差的绝对值，最小； b点电磁感应强度等于两个磁感应强度的代数和，最大；故选 BD 考点：磁场的叠加；平行四边形法则。 如图所示，一束电子以大小不同的速率沿图示方向垂直飞入横截面是一正方形的匀强磁场区域，下列判断正确的是（ ） A电子在磁场中运动时间越长，其轨迹线越长 B电子在磁场中运动时间越长，其轨迹线所对应的圆
10、心角越大 C在磁场中运动时间相同的电子，其轨迹线一定重合 D电子的速率不同，它们在磁场中运动时间一定不相同 答案： B 试题分析：由 知，电子在磁场中运动时间与轨迹对应的圆心角成正比，所以电子在磁场中运动的时间越长，其轨迹线所对应的圆心角 越大，电子粒子飞入匀强磁场中做匀速圆周运动，由半径公式 知，轨迹半径与速率成正比，则电子的速率越大，在磁场中的运动轨迹半径越大故 A错误， B正确由周期公式 知，周期与电子的速率无关，所以在磁场中的运动周期相同，若它们在磁场中运动时间相同，但轨迹不一定重合，比如：轨迹 3、 4与 5，它们的运动时间相同，但它们的轨迹对应的半径不同，即它们的速率不同故 C错误
11、， D错误 考点：带电粒子在磁场中的运 动 . 已知长直通电导线在其周围某点产生磁场的磁感应强度与该 导线中的电流成正比，与该点到导线的距离成反比。如图所示， a、 b、 c、 d四根长直通电导体棒平行放置，它们的横截 面构成一个正方形， O 为正方形中心， a、 b、 d中电流方向 垂直纸面向里， c中电流方向垂直纸面向外，电流大小满足： Ia=Ic=IdIb，则关于 a、 b、 c、 d长直通电导线在 O 点产生合磁场的方向可能是 A由 0点指向 aob区域 B由 0点指向 boc区域 C由 O 点指向 cod区域 D由 O 点指向 aod区域 答案： D 试题分析：由题意及右手 定则可知
12、 ac导线在 O 点产生的磁场方向相同，均沿Od方向；导线 d在 O 点的磁场方向沿 oc方向，导线 b在 O 点的磁场方向沿 oa方向，因为 IdIb，故导线 bd在 O 点形成的磁场的合场方向沿 oa方向，根据平行四边形法则，所以 a、 b、 c、 d长直通电导线在 O 点产生合磁场的方向是由 O点指向 aod区域， D正确。 考点：磁场的叠加。 如图所示，环形金属软弹簧，套在条形磁铁的中心位置。若将弹簧沿半径方向向外拉，使其面积增大，则穿过弹簧所包围面积的磁通量将如何变化 （ ） A增大 B不变 C减小 D因弹簧所在处的磁场不是匀强场，故无法确定磁通量如何变化 答案： C 试题分析：磁感
13、线在条形磁铁的内外形成闭合曲线，磁铁外部的磁感线总数等于内部磁感线的总数，而且磁铁内外磁感线方向相反而磁铁外部的磁感线分布在无穷大空间，所以图中线圈中磁铁内部的磁感线多于外部的磁感线，由于方向相反，外部的磁感线要将内部的磁感线抵消一些，将弹簧沿半径向外拉，使其面积增大，内部磁感线总数不变，而抵消增大，剩余减小，则磁通量将减小故 C正确 考点：磁通量的概念。 把轻质导线圈用细线挂在磁铁 N 极附近，磁铁的轴线穿过线圈中心，且在线圈平面内，如图所示，当线圈通以图示方向的电流时，线圈将 A发生转动，同时远离磁铁 B发生转动，同时靠近磁铁 C不发生转动，只靠近磁铁 D不发生转动，只远离磁铁 答案： B
14、 试题分析：由右手螺旋定则可知，线圈向外一面为 S极，因为异名磁极相互吸引，因此从上往下看，线圈做顺时针方向转动，同时靠近磁铁；故 B 选项正确 考点：磁铁与电流的作用。 填空题 如图所示，电容器两极板相距为 d，两端电压为 U，板间匀强磁场磁感应强度为 B1，一束带正电的粒子从图示方向射入，穿过电容器后进入另一匀强磁场B2，结果分别打在 a、 b两点，两点间的距离为 ，由此可知，打在两点的粒子质量差上 =_ _（均带电量为 q的正电荷）。 答案： 试题分析：在电容器中受力平衡有： qvB1=qE解得 进入磁场 B2后， ,解得 同位素的电量相等，质量不等有 R 2(R1 R2) 所以 考点：
15、带电粒子在复合场中的直线运动及在磁场中的圆周运动。 如图所示，一个带正电的粒子，质量为 m，电量为 q，从隔板 AB上的小孔O 处沿与隔板成 45角射入如图所示的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为 B，粒子的初速度为 v0，重力不计，则粒子再次到达隔板所经过的时间 t =_，到达点距射入点 O 的距离为 _ 答案： ； 试题分析：与隔板成 45角的粒子进入磁场后做匀速圆周运动，设粒子在磁场中的运动半径为 R， 则有： ；粒子在磁场中运动的周期： ；由于粒子在磁场中运动轨迹所对应的圆心角为 90，则粒子在磁场中运动的时间为：； 到达隔板的位置与小孔 0的距离为： 考点：带电粒子在匀强磁场中的运动。
16、计算题 如图所示， ABCD是一个正方形的匀强磁场区域，由静止开始经相同电压加速后的甲、乙两种带电粒子，分别从 A、 B两点射入磁场，结果均从 C点射出，则它们的速率 v 甲 v 乙 为多大？，它们通过该磁场所用的时间 t 甲 t 乙 为多大？ 答案： :2 ； 2:1 试题分析：根据 得 洛仑兹力关系：推得 由 得比荷的比： 由 ， ；从 考点：带电粒子在电场中的直线加速及在磁场中的圆周运动。 如图所示，两根平行金属导轨 M、 N，电阻不计，相距 0.2m，上边沿导轨垂直方向放一个质量为 m 510-2kg均为金属棒 ab， ab的电阻为 0.5两金属棒一端通过电阻 R和电源相连电阻 R 2
17、，电源电动势 E 6V，内源内阻 r 0.5，如果在装置所在的区域加一个匀强磁场，使 ab 对导轨的压力恰好是零，并使 ab处于静止（导轨光滑）求所加磁场磁感强度的大小和方向 答案： .25T；方向水平向右。 试题分析：因 ab对导轨压力恰好是零且处于静止， ab所受安培力方向一定向上且大小等于重力，由左手定则可以判定 B的方向水平向右， ab上的电流强度 由平衡条件： F ILB mg 方向水平向右。 考点：物体的平衡；安培力。 如图所示，在直线 AA1右侧有磁感强度为 B的匀强磁场。质量为 m、电荷量为 q 的某离子垂直磁场方向、且沿与 AA1 边界成 =300 角的方向射入磁场中，求离子在磁场中运动的时间？ 答案： 或 试题分析：离子在磁场中作匀速圆周运动 ,洛仑兹力提供向心力 ,运动周期为 ;（ 1）若离子带正电 ,其 ,运动轨迹所对的圆心角为 : 所以运动时间为 : （ 2）若离子带负电 ,其运动轨迹如图所示 ,离子在磁场中运动轨迹所对的圆心角为 : .所以运动时间为 : 考点：带电粒子在匀强磁场中的圆周运动。
