高三物理磁场测试题及答案.pdf

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高三物理磁场测试题及答案

本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。共150 分考试用时 120 分钟

第Ⅰ卷（选择题共 40 分）

一、本题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一
个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得4 分，选不全的得 2 分，有选错
或不答的得 0 分．
1．如图 1 所示，两根相互平行放置的长直导线 a 和 b 通有大小相等、方向相反
a b
的电流，a 受到磁场力的大小为 F ，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁
1
I I
场后，a 受到的磁场力大小变为 F .则此时 b 受到的磁场力大小为（ ）
2
A．F B．F －F
2 1 2
图 1
C．F +F D．2F －F
1 2 1 2
2．如图 2 所示，某空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，已知一离子
在电场力和磁场力作用下，从静止开始沿曲线acb 运动，到达 b 点时速度为零，c 为运动
（ ）
A．离子必带负电
B．a、b 两点位于同一高度
C．离子在 c 点速度最大
图 2
D．离子到达 b 点后将沿原曲线返回
3．如图 3 所示，带负电的橡胶环绕轴 OO′以角速度ω匀速旋转，
ω
N
在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是 （ ）
O/
O
A．N 极竖直向下
B．N 极竖直向上 S
C．N 极沿轴线向左 图 3
D．N 极沿轴线向右
4．每时每刻都有大量带电的宇宙射线向地球射来，幸好地球
磁场可以有效地改变这些宇宙射线中大多数射线粒子的运
动方向，使它们不能到达地面，这对地球上的生命有十分
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图 4 : .
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重要的意义。假设有一个带正电的宇宙射线粒子垂直于地面向赤道射来（如图4，地球由
西向东转，虚线表示地球自转轴，上方为地理北极），在地球磁场的作用下，它将向什么
方向偏转？ （ ）
A．向东 B．向南 C．向西 D．向北
5．如图 5 所示，甲是一个带正电的小物块，乙是一个不带电的绝缘物块，甲、乙叠放在一
起静置于粗糙的水平地板上，地板上方空间有水平方向的匀强磁场。现用水平恒力拉乙
物块，使甲、乙无相对滑动地一起水平向左加速运动，
在加速运动阶段 （ ）
A．乙物块与地之间的摩擦力不断增大 乙 B
F 甲
B．甲、乙两物块间的摩擦力不断增大
C．甲、乙两物块间的摩擦力大小不变。
图 5
D．甲、乙两物块间的摩擦力不断减小
6．如图 6，在一水平放置的平板 MN 的上方有匀强磁场，磁感应强度的大小为 B，磁场方
向垂直于纸面向里。许多质量为 m 带电量为+q 的粒子，以相同的速率 v 沿位于纸面内
的各个方向，由小孔O 射入磁场区域。不计重力，不计粒子间的相互影响。带电粒子可
能经过的区域的面积是 （ ）
3 mv 1 mv
A.  ( )2 B.  ( )2
2 Bq 2 Bq
mv mv
C.  ( )2 D. 2 ( )2
Bq Bq 图 6
7．在半径为 r 的圆形空间内有一匀强磁场，一带电粒子以速度 v 从 A 沿半径方向入射，并从
C 点射出，如图 7 所示(O 为圆心)， 已知∠AOC=120°，若在磁场
中粒子只受洛仑兹力作用，则粒子在磁场中运行的时间（ ）
2r 2 3r
A． B．
3v 3v
r 3r
C． D． 。
3v 3v 图 7
8．如图 8 所示，有 a、b、c、d 四个离子，它们带等量同种电荷，质
量不等，有 m =m ＜m =m ，以不等的速率 v ＜v =v ＜v 进入速度选择器后，有两种离子
a b c d a b c d
从速度选择器中射出，进入 B 磁场，由此可判定
2
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（ ）
A．射向 P 的是 a 离子
1
B．射向 P 的是 b 离子
2
C．射向 A 的是 c 离子
1
D．射向 A 的是 d 离子。
2
9．场强为 E 的匀强电场和磁感强度为 B 的匀强磁场正交。如图 9 所示，质量为 m 的带电粒
子在垂直于磁场方向的竖直平面内，做半径为 R 的匀速圆周运动，设重力
加速度为 g，则下列结论正确的是 （ ）
A．粒子带负电，且 q＝mg／E
B．粒子顺时针方向转动
C．粒子速度大小 v＝BgR／E
图 9
D．粒子的机械能守恒
10．如图 10 是某离子速度选择器的原理示意图，在一半径为 R=10cm 的圆柱形桶内有 B=1
×10-4T 的匀强磁砀，方向平行于轴线．在圆柱桶某一直径两端开有小孔．作为入射孔和
出射孔．离子束以不同角度入射，最后有不同速度的离
子束射出．现有一离子源发射荷质比为γ =2×1011C/kg
的阳离子，且粒子束中速度分布连续．当角α =45°，
出射离子速度 v 的大小是 （ ）
A． 2 106 m / s B． 2 2 106 m / s
8 6 图 10
C． 2 2 10 m / s D． 4 2 10 m / s

第Ⅱ卷 （非选择题 共 110 分）
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二、本题共 2 小题，共 20 分。把答案填在题中的横线上或按要求作图.
11．(10 分)（1）磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度，其值为 B2/2
μ ，式中 B 是感应强度，μ 是磁导率，在空气中μ 为一已知常数。为了近似测得条形磁
铁磁极端面附近的磁感应强度 B，一学生用一根端面面积为 A 的条形磁铁吸住一相同面
积的铁片 P，再用力将铁片与磁铁拉开一
F
段微小距离Δ L，并测出拉力 F，如图 11
S N
所示。因为 F 所做的功等于间隙中磁场
图 11
的能量，所示由此可得磁感应强度 B 与
F、A 之间的关系为 B= 。
(2)欧姆在探索通过导体的电流和电压、电阻关系时，因无电源和电流表，他利用同一金
属块两端分别浸在冷水和热水中产生电动势来代替电源，用小磁针的偏转检测电流，具
体做法是：在地磁场作用下处于水平静止的小磁针上方，平行于小磁针水平放置一直导
线，当该导线中通过电流时，小磁针会发生偏转；当通过该导线电流为I 时，小磁针偏
转了 30º，则当他发现小磁针偏转了 60º，通过该直导线的电流为(已知直导线在某点产
生的磁场与通过直导线的电流成正比，忽略小磁针大小的影响)
A．2I B．3I C． 3I D．无
12．(10 分)(1)如图 12 所示是用电子射线管演示带电粒子在磁场中受洛仑兹力的实验装置，
图中虚线是带电粒子的运动轨迹，那么下列关于此装置的说法正确的有 （ ）
A．A 端接的是高压直流电源的正极
B．A 端接的是高压直流电源的负极
C．C 端是蹄形磁铁的 N 极
D．C 端是蹄形磁铁的 S 极
图 12