安徽省滁州市定远中学2022-2023学年高二下学期物理阶段...

更新时间：2023-03-29 浏览次数：32 类型：月考试卷

一、单选题

1. 三根通电长直导线a、b、c平行且垂直纸面放置，其横截面如图所示，a、b、c恰好位于直角三角形的三个顶点，∠c＝ $\text{[math]}$ ， ∠a＝ $\text{[math]}$ ． a、b中通有的电流强度分别为I₁、I₂ ， c受到a、b的磁场力的合力方向与a、b连线平行．已知通电长直导线在周围某点产生的磁场的磁感应强度 $\text{[math]}$ ， k为比例系数，I为电流强度，r为该点到直导线的距离，sin $\text{[math]}$ ＝0.6．下列说法正确的是（）

A . a、b中电流反向， $\text{[math]}$ ： $\text{[math]}$ ：9 B . a、b中电流同向， $\text{[math]}$ ： $\text{[math]}$ ：3 C . a、b中电流同向， $\text{[math]}$ ： $\text{[math]}$ ：9 D . a、b中电流反向， $\text{[math]}$ ： $\text{[math]}$ ：3

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2. 如右图所示，一水平导线通以电流I，导线下方有一电子，初速度方向与电流平行，关于电子的运动情况，下述说法中，正确的是（）

A . 沿路径a运动，其轨道半径越来越大 B . 沿路径a运动，其轨道半径越来越小 C . 沿路径b运动，其轨道半径越来越小 D . 沿路径b运动，其轨道半径越来越大

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3. 如图所示，两段长直导线A，B平行地固定在水平地面上，两导线中通以大小相同的电流，另一个长为L、质量为m的直导体棒C放在A，B连线垂直平分线上，与A，B平行，通以大小为I的电流刚好处于静止状态，电流方向垂直于纸面向外，A，B，C刚好在正三角形的三个顶点上，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）

A . 长直导线A中的电流方向垂直纸面向外 B . 导线 $\text{[math]}$ 处磁场磁感应强度方向竖直向上 C . 若将棒 $\text{[math]}$ 中的电流瞬间减半，则棒 $\text{[math]}$ 瞬间的加速度为 $\text{[math]}$ D . 若将导线B中的电流瞬间减为零，则棒 $\text{[math]}$ 瞬间加速度大于 $\text{[math]}$

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4. 如图为电视机显像管的偏转线圈示意图，线圈中心 $\text{[math]}$ 处的黑点表示电子枪射出的电子，它的方向垂直纸面向外．当偏转线圈中的电流方向如图所示时，电子束应（）

A . 向左偏转 B . 向上偏转 C . 向下偏转 D . 不偏转

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5. 电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图所示，利用这种装置可以把质量为m＝2.0g的弹体(包括金属杆EF的质量)加速到6km/s，若这种装置的轨道宽为d＝2m，长L＝100m，电流I＝10A，轨道摩擦不计且金属杆EF与轨道始终接触良好，则下列有关轨道间所加匀强磁场的磁感应强度和磁场力的最大功率结果正确的是（）．

A . B＝18 T，P_m＝1.08×10⁸W B . B＝0.6 T，P_m＝7.2×10⁴W C . B＝0.6 T，P_m＝3.6×10⁶W D . B＝18 T，P_m＝2.16×10⁶W

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6. 空间存在方向垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，图中的正方形abcd为其边界。一束速率不同的带正电粒子从左边界ad中点P垂直射入磁场，速度方向与ad边夹角 $\text{[math]}$ ，已知粒子质量为m，电荷量为q，粒子间的相互作用和粒子重力不计，则（）

A . 粒子在磁场中运动的最长时间为 $\text{[math]}$ B . 从bc边射出的粒子在磁场中的运动时间都相等 C . 入射速度越大的程子，在磁场中的运动时间越长 D . 运动时间相的粒子，在磁场中的运动轨迹可能不同

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7. 如图所示为质谱仪的结构原理图，若从金属筒内同一位置由静止释放氢的三种同位素氕、氘、氚的原子核(不计重力)，经相同的电场加速和磁场偏转后分别打在照相底片上的A、B、C三个点，则氕、氘、氚原子核（）

A . 进入磁场时的速度相同 B . 在磁场中运动的时间相同 C . 在电场中加速的时间相同 D . 打在照相底片上相邻两点间距离AB、BC之比为 $\text{[math]}$

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8. (2023高二上·黄冈期末) 如图所示，回旋加速器由两个D形金属盒组成，盒面与匀强磁场垂直，并接有高频交变电压。中心S处的粒子源产生初速度为零的质子，每次经过窄缝都被加速。已知质子的电荷量为q，质量为m，加速时电极间电压为U，磁场的磁感应强度大小为B，D形盒的半径为R。质子每次加速的时间可忽略，加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响。下列说法正确的是（　　）

A . 高频交变电压的周期为 $\text{[math]}$ B . 质子做圆周运动的半径越大周期越大 C . 质子能获得的最大动能与 $\text{[math]}$ 成正比 D . 质子能获得的最大动能与U成正比

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二、多选题

9. 如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，垂直斜面放置一根长为L、质量为m的直导体棒，当通以图示方向电流I时，欲使导体棒静止在斜面上，可加一平行于纸面的匀强磁场，当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向由垂直斜面向上沿逆时针方向转至水平向左的过程中，下列说法中正确的是（）

A . 此过程中磁感应强度B逐渐增大 B . 此过程中磁感应强度B先减小后增大 C . 此过程中磁感应强度B的最小值为 $\text{[math]}$ D . 此过程中磁感应强度B的最大值为 $\text{[math]}$

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10. (2022高二上·鞍山月考) 初速度为v₀的电子，沿平行于通电长直导线的方向射出，直导线中电流方向与电子初速度方向如图，则（　　）

A . 电子将向左偏转 B . 电子将向右偏转 C . 电子所受洛伦兹力变小 D . 电子所受洛伦兹力大小不变

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三、单选题

11. (2019高三上·龙湖月考) 如图所示，在半径为R的圆形区域内充满磁感应强度为B的匀强磁场，MN是一竖直放置的感光板。从圆形磁场最高点P以速度v垂直磁场射入大量的带正电的粒子，且粒子所带电荷量为q、质量为m。不考虑粒子间的相互作用力，关于这些粒子的运动以下说法正确的是（）

A . 只要对着圆心入射，出射后均可垂直打在MN上 B . 即使是对着圆心入射的粒子，其出射方向的反向延长线也不一定过圆心 C . 只要速度满足v＝ $\text{[math]}$ ，沿不同方向入射的粒子出射后均可垂直打在MN上 D . 对着圆心入射的粒子，速度越大在磁场中通过的弧长越长，时间也越长

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四、多选题

12. 如图所示，在0≤x≤7d的区域内存在与xOy平面垂直、磁感应强度大小为B的匀强磁场。一带电粒子从坐标原点O与x轴正方向成θ= 53°垂直磁场射入，从磁场右边界上点P（7d，d）离开。已知粒子的质量为m，带电量为q，重力不计，取sin53°= 0.8，cos53°=0.6。下列说法正确的是（）

A . 粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径为4d B . 粒子的发射速度大小为 $\text{[math]}$ C . 粒子从P点射出时的速度方向与x 轴正方向的夹角为37° D . 若只改变粒子的入射方向，则粒子在磁场中运动的最长时间为 $\text{[math]}$

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五、填空题

13. 如图所示的矩形区域 $\text{[math]}$ 内存在匀强磁场，磁场方向垂直指向纸内。 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 两个同种粒子从 $\text{[math]}$ 点沿与磁场垂直且平行于 $\text{[math]}$ 的方向射入磁场中，又都从 $\text{[math]}$ 边射出磁场。射出时， $\text{[math]}$ 的速度 $\text{[math]}$ 的方向与 $\text{[math]}$ 方向成 $\text{[math]}$ 夹角， $\text{[math]}$ 的速度 $\text{[math]}$ 的方向与 $\text{[math]}$ 方向成 $\text{[math]}$ 夹角，且两个出射点到 $\text{[math]}$ 点的距离之比为 $\text{[math]}$ 。现用 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 分别表示 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 在磁场中运动的时间，若不计重力影响，则 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。

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14. (2022高二上·孝感月考) 图为质谱仪的工作原理图，若干种带电粒子经过加速电场加速后，垂直射入速度选择器，速度选择器中的电场强度大小为E、磁感应强度大小为 $\text{[math]}$ ，电场方向、磁场方向、离子速度方向两两垂直。沿直线通过速度选择器的粒子接着进入磁感应强度大小为 $\text{[math]}$ 的匀强磁场中，沿着半圆周运动后到达照相底片上形成谱线。
1. （1）速度选择器中的磁场方向为。
2. （2）不计带电粒子所受的重力和带电微粒之间的相互作用，带电粒子通过狭缝P的速度大小为。
3. （3）若测出谱线到狭缝P的距离为x，则带电粒子的比荷为。
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六、解答题

15. 如图所示，挂在天平底部的矩形线圈 $\text{[math]}$ 的一部分悬在匀强磁场中，当给矩形线圈通入如图所示的电流 $\text{[math]}$ 时，调节两盘中的砝码，使天平平衡．然后使电流 $\text{[math]}$ 反向，这时要在天平的左盘上加质量为 $\text{[math]}$ kg的砝码，才能使天平重新平衡．
1. （1）求磁场对 $\text{[math]}$ 边作用力的大小．
2. （2）若已知矩形线圈共10匝，通入的电流 $\text{[math]}$ A， $\text{[math]}$ 边长度为 $\text{[math]}$ cm，求该磁场的磁感应强度．（ $\text{[math]}$ 取 $\text{[math]}$ m/s²）
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16. 回旋加速器的D形盒的俯视图如图所示，两盒间的狭缝很小，粒子穿过的时间忽略不计。已知垂直盒面的匀强磁场的磁感应强度大小为 $\text{[math]}$ ， D形盒的半径为 $\text{[math]}$ ，高频电源的频率为 $\text{[math]}$ ，两盒间电压为 $\text{[math]}$ 。若A处的粒子源发出一个带电荷量为 $\text{[math]}$ 的粒子（初速度的大小可忽略），粒子经过电场加速后进入磁场，在磁场中做圆周运动，然后再次经过狭缝被电场加速，再进入磁场，直到最后从D形盒出口飞出。
1. （1）求粒子从D形盒出口飞出时的速度大小和粒子在D形盒中被加速的次数。
2. （2）若匀强磁场的磁感应强度大小变为原来的二分之一，同时改变电源的频率 $\text{[math]}$ ，求该粒子从D形盒出口飞出时的动能。
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17. 直角坐标系 xOy 位于竖直平面内，在第一象限存在磁感应强度 B=0.1 T、方向垂直于纸面向里、边界为矩形的匀强磁场。现有一束比荷为 $\text{[math]}$ = 10⁸ C / kg 带正电的离子，从磁场中的A点（ $\text{[math]}$ m，0）沿与x轴正方向成 θ =60°角射入磁场，速度大小 v₀≤1.0 ×10 ⁶m / s，所有离子经磁场偏转后均垂直穿过y轴的正半轴，不计离子的重力和离子间的相互作用。
1. （1）求速度最大的离子在磁场中运动的轨道半径；
2. （2）求矩形有界磁场区域的最小面积；
3. （3）若在x>0区域都存在向里的磁场，离子仍从 A 点以 v₀ = $\text{[math]}$ × 10⁶m /s向各个方向均匀发射，求y轴上有离子穿出的区域长度和能打到y轴的离子占所有离子数的百分比。
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