高二物理磁场单元测试题(含答案解析)

高二物理磁场单元测试题注意:本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第卷（非选择题）两部分，共100分，考试时间90分钟。

第Ⅰ卷（选择题 共60分）一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分。

在每小题给出的四个选项中，1-8小题只有一个选项正确，9-12小题有多个选项正确。

全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分。

）1．指南针静止时，其位置如图中虚线所示．若在其上方放置一水平方向的导线，并通以恒定电流，则指南针转向图中实线所示位置．据此可能是（ B ）A.导线南北放置，通有向北的电流B.导线南北放置，通有向南的电流C.导线东西放置，通有向西的电流D.导线东西放置，通有向东的电流2．磁场中某区域的磁感线，如图所示，则 （ B ）A ．a 、b 两处的磁感应强度的大小不等，>B ．a 、b 两处的磁感应强度的大小不等，<C ．同一通电导线放在a 处受力一定比放在b 处受力大D ．同一通电导线放在a 处受力一定比放在b 处受力小3．由磁感应强度的定义式ILF B可知，磁场中某处的磁感应强度的大小 （ D ）A ．随通电导线中的电流I 的减小而增大B ．随乘积的减小而增大C ．随通电导线所受磁场力F 的增大而增大D ．跟F 、I 、L 的变化无关4．质量为m 、带电量为q 的小球，从倾角为θ的光滑绝缘斜面上由静止下滑，整个斜面置于方向水平向外的匀强磁场中，其磁感应强度为B ，如图所示。

若带电小球下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，下面说法中正确的是（ B ）①小球带正电②小球在斜面上运动时做匀加速直线运动③小球在斜面上运动时做加速度增大，而速度也增大的变加速直线运动④则小球在斜面上下滑过程中，当小球对斜面压力为零时的速率为θ／A ．①②③B ．①②④C ．①③④D ．②③④5．如图所示，三根通电直导线P 、Q 、R 互相平行，通过正三角形的三个顶点，三条导线通入大小相等，方向垂直纸面向里的电流；通电直导线产生磁场的磁感应强度，I 为通电导线的电流强度，r 为距通电导线的距离的垂直距离，K 为常数；则R 受到的磁场力的方向是（ A ）A.垂直R ，指向y 轴负方向B.垂直R ，指向y 轴正方向C.垂直R ，指向x 轴正方向D.垂直R ，指向x 轴负方向6．如图所示，在水平地面上方有正交的匀强电场和匀强磁场，匀强电场方向竖直向下，匀强磁场方向水平向里。

现将一个带正电的金属小球从M 点以初速度v 0水平抛出，小球着地时的速度为v1，在空中的飞行时间为t1。

若将磁场撤除，其它条件均不变，那么小球着地时的速度为v2，在空中飞行的时间为t2。

小球所受空气阻力可忽略不计，则关于v1和v2、t1和t2的大小比较，以下判断正确的是（ D ）A．v1＞v2，t1＞t2 B．v1＜v2，t1＜t2C．v12，t1＜t2 D．v12，t1＞t27．如图所示，甲带正电，乙是不带电的绝缘物块，甲、乙叠放在一起，置于粗糙的水平地板上，地板上方空间有垂直纸面向里的匀强磁场，现用一水平恒力F拉乙物块，使甲、乙无相对滑动一起向左加速运动，在加速运动阶段( )A．甲、乙两物块间的摩擦力不断增大B．甲、乙两物块间的摩擦力不断减小C．甲、乙两物块间的摩擦力保持不变D．乙物块与地面之间的摩擦力不断减小解析：选 B 甲、乙无相对滑动一起向左加速运动，并且甲带正电，由左手定则可判断出甲所受洛伦兹力竖直向下，在加速运动阶段，乙对地面压力逐渐增大，乙与地面的摩擦力不断增大，选项D错误；整体的加速度a逐渐减小，隔离甲，由牛顿第二定律，＝，甲、乙两物块间的摩擦力不断减小，选项B正确，A、C错误。

8．如图所示，两导体板水平放置，两板间电势差为U，带电粒子以某一初速度v0沿平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场，则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U和v0的变化情况为( )d与U无关A．d随vB ．d 随v 0增大而增大，d 随U 增大而增大C ．d 随U 增大而增大，d 与v 0无关D ．d 随v 0增大而增大，d 随U 增大而减小解析：选A 设粒子从M 点进入磁场时的速度大小为v ，该速度与水平方向的夹角为θ，故有v ＝θ)。

粒子在磁场中做匀速圆周运动半径为r ＝。

而之间的距离为d ＝2 θ。

联立解得d ＝2，故选项A 正确。

9．用两个一样的弹簧吊着一根铜棒，铜棒所在虚线范围内有垂直于纸面的匀强磁场，棒中通以自左向右的电流，如图所示。

当棒静止时，弹簧秤的读数为F 1；若将棒中的电流方向反向，当棒静止时，弹簧秤的示数为F 2，且F 2＞F 1，根据这两个数据，可以确定（ ）A ．磁场的方向B ．磁感强度的大小C ．安培力的大小D ．铜棒的重力10．设有一固定的S 极磁单极子，其磁场分布与负点电荷电场分布相似，周围磁感线呈均匀辐射状分布，如图所示，距离它r 处磁感应强度大小为2/B k r ，k 为常数，现有一带正电的小球在S 极附近做匀速圆周运动，则关于小球做匀速圆周运动的判断正确的是 （ ）A ．小球的运动轨迹平面在S 的正上方，如图甲所示B ．小球的运动轨迹平面在S 的正下方，如图乙所示C ．从S 极看去小球的运动方向是顺时针的D ．从S 极看去小球的运动方向是逆时针的11．在光滑绝缘水平面上，一轻绳拉着一个带电小球绕竖直方向的轴Ｏ在匀强磁场中做逆时针方向的水平匀速圆周运动，磁场方向竖直向下，其俯视图如图所示．若小球运动到Ａ点时，绳子突然断开，关于小球在绳断开后可能的运动情况，以下说法正确的是 ( )Ａ．小球仍做逆时针匀速圆周运动，半径不变Ｂ．小球仍做逆时针匀速圆周运动，但半径减小Ｃ．小球做顺时针匀速圆周运动，半径不变Ｄ．小球做顺时针匀速圆周运动，半径减小12．利用如图所示的方法可以测得金属导体中单位体积内的自由电子数n，现测得一块横截面为矩形的金属导体的宽为b，厚为d，并加有与侧面垂直的匀强磁场B，当通以图示方向电流I时，在导体上、下表面间用电压表可测得电压为U。

已知自由电子的电荷量为e，则下列判断正确的是( )A．上表面电势高B．下表面电势高C．该导体单位体积内的自由电子数为D．该导体单位体积内的自由电子数为解析：选画出平面图如图所示，由左手定则可知，自由电子向上表面偏转，故下表面电势高，B正确，A错误。

再根据＝，I＝＝得n＝，故D正确，C错误。

第卷（非选择题共40分）二、解答题（本大题共4小题，共40分。

解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。

只写出最后答案的不能得分。

有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）13．（6分）如图，水平放置的光滑的金属导轨M 、N ，平行地置于匀强磁场中，间距为d ，磁场的磁感强度大小为B ，方向与导轨平面夹为α ，金属棒的质量为m ，放在导轨上且与导轨垂直。

电源电动势为E ，定值电阻为R ，其余部分电阻不计。

则当电键K 闭合的瞬间，棒的加速度为多大？13．解析：画出导体棒受力的截面图，如图所示导体棒所受安培力：F =由牛顿第二定律得： α导体棒 中的电流： 得mR BEL a αsin =14．（8分）如图所示，一束电子流以速率v通过一个处于矩形空间的匀强磁场，速度方向与磁感线垂直，且平行于矩形空间的其中一边，矩形空间边长分别为a 3和a ，电子刚好从A 点进入矩形磁场从C 点出磁场，求电子在磁场中的飞行时间。

14．解析：电子进入匀强磁场中作匀速圆周运动，轨迹如图，由几何关系得，222)3()(a a R R +-=解得电子运动半径a R 2=，圆心角︒=60α 电子在磁场中运动时间vR T t π26161⋅==将a R 2=代入上式解得va t 32π=15．（12分）下图是导轨式电磁炮实验装置示意图．两根平行长直金属导轨沿水平方向固定，其间安放金属滑块（即实验用弹丸）．滑块可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触．电源提供的强大电流从一根导轨流入，经过滑块，再从另一导轨流回电源．滑块被导轨中的电流形成的磁场推动而发射．在发射过程中，该磁场在滑块所在位置始终可以简化为匀强磁场，方向垂直于纸面，其强度与电流的关系为B ＝，其中比例常量k ＝2.5×10－6．已知两导轨内侧间距为l ＝3.0，滑块的质量为m ＝30g ，滑块沿导轨滑行5m 后获得的发射速度为3.0（此过程视为匀加速运动）．（1）求发射过程中金属滑块的加速度大小；（2）求发射过程中电源提供的电流强度大小；（3）若电源输出的能量有9%转换为滑块的动能，则发射过程中电源的输出功率和输出电压各是多大？15、解析：（1）由匀加速运动公式 a ＝＝9×105m 2（2）由安培力公式和牛顿第二定律，有 F ＝＝2l 2l ＝因此 I ＝＝6.0×105A（3）滑块获得的动能是电源输出的能量转化的，所以 P Δt ×9%＝2发射过程中电源供电时间Δt ＝＝×10－2s所需的电源输出功率为P ＝＝4.5×108W（或P ＝9%＝9%由功率，解得输出电压 U ＝ ＝750V16. （14分）如图所示，在平面直角坐标系内，第Ⅰ象限存在沿y 轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限以为直径的半圆形区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B .一质量为m 、电荷量为q 的带正电的粒子，从 y 轴正半轴上y ＝h 处的M 点，以速度v 0垂直于y 轴射入电场，经x 轴上x＝2h 处的P 点进入磁场，最后以垂直于y 轴的方向射出磁场．不计粒子重力．求：(1)电场强度的大小E ；(2)粒子在磁场中运动的轨道半径r ；(3)粒子从进入电场到离开磁场经历的总时间t .16.解:粒子的运动轨迹如图所示（1）设粒子在电场中运动的时间为t 1x 、y 方向 2h = v 0t 1 2121at h = 根据牛顿第二定律 =求出 qh mv E 220= （2）根据动能定理 2022121mv mv Eqh -= 设粒子进入磁场时速度为v ，根据r v m Bqv 2=求出 Bq mv r 02=（3）粒子在电场中运动的时间 012v h t = 粒子在磁场中运动的周期 Bqm v r T ππ22== 设粒子在磁场中运动的时间为t 2 T t 832= 求出 Bq m v h t t t 432021π+=+=。