精品解析：山东省济宁市实验中学2024-2025学年高二下学期3月月考物理试卷

2024-2025学年度高二年级三月份模块检测 物理试题 一、单选题 1. CT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称，CT扫描机可用于对多种病情的探测。图（a）是某种CT机主要部分的剖面图，其中X射线产生部分的示意图如图（b）所示。图（b）中M、N之间有一电子束的加速电场，虚线框内有匀强偏转磁场；经调节后电子束从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进，打到靶上，产生X射线（如图中带箭头的虚线所示）；将电子束打到靶上的点记为P点。则（　　） A. M处的电势高于N处的电势 B. 增大M、N之间的加速电压可使P点左移 C. 偏转磁场的方向垂直于纸面向外 D. 增大偏转磁场磁感应强度的大小可使P点左移 【答案】D 【解析】 【详解】A．由于电子带负电，要在MN间加速则MN间电场方向由N指向M，根据沿着电场线方向电势逐渐降低可知M的电势低于N的电势，故A错误； B．增大加速电压则根据 可知会增大到达偏转磁场的速度；又根据在偏转磁场中洛伦兹力提供向心力有 可得 可知会增大在偏转磁场中的偏转半径，由于磁场宽度相同，故根据几何关系可知会减小偏转的角度，故P点会右移，故B错误； C．电子在偏转电场中做圆周运动，向下偏转，根据左手定则可知磁场方向垂直纸面向里，故C错误； D．由B选项的分析可知，当其它条件不变时，增大偏转磁场磁感应强度会减小半径，从而增大偏转角度，使P点左移，故D正确。 故选D。 2. 把一段通电直导线悬挂在匀强磁场中O点，并建立空间直角坐标系，如图所示。直导线沿z轴方向放置时不受力；直导线中电流方向沿x轴正方向时受到沿y轴正方向力。由此可知该磁场的方向为 （　　） A. z轴正方向 B. z轴负方向 C. x轴负方向 D. y轴正方向 【答案】B 【解析】 【详解】直导线沿z轴方向放置时不受力，说明磁场沿z轴方向。直导线中电流方向沿x轴正方向时受到沿y轴正方向的力，由左手定则可知磁场沿z轴负方向。故B正确，ACD错误。 故B。 3. 如图所示，甲是回旋加速器，乙是磁流体发电机，丙是速度选择器，丁是霍尔元件，下列说法正确的是（　　） A. 甲图要增大粒子的最大动能，可增加电压U B. 乙图可判断出电流从 a 流向 b C. 丙图粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是，也可以判断带电粒子的电性 D. 丁图中若载流子带正电，稳定时 C 板电势高 【答案】D 【解析】 【详解】A．甲图，粒子在回旋加速器中由洛伦兹力提供向心力，可得 解得 由上式可知，若D形盒的半径为R，当时，则粒子的最大动能为 可知粒子的最大动能与电压无关，A错误； B．乙图，由左手定则可知，正离子向下偏转，因此下极板带正电，则A板是电源的负极，B板是电源的正极，所以电流从b流向a，B错误； C．丙图，电场方向与磁场方向垂直，粒子在复合场中受电场力和洛伦兹力，当二力平衡时则有 可得 由粒子的受力情况可知，不管粒子带正电还是负电，都可以沿直线匀速通过，因此不能判断带电粒子的电性，C错误； D．丁图中若载流子带正电，由左手定则可知，正粒子向C板偏转，因此C板带正电，则有稳定时C板电势高，D正确。 故选D。 4. 处于磁感应强度为B的匀强磁场中的一个带电粒子质量为m，电荷量为q，仅在磁场力作用下做匀速圆周运动的速度大小为v。将该粒子的运动等效为环形电流，那么此电流值为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】粒子做圆周运动的周期为 则等效电流为 故选A。 5. 如图所示，空间存在着垂直于纸面向外的匀强磁场和水平向右的匀强电场，一质子从A点由静止释放，沿图示轨迹依次经过C、D两点。已知A、D两点在同一等势面上，不计质子重力，下列说法正确的是（　　） A. 质子从C到D，电场力做的是正功 B. D点的电势低于C点的电势 C. 质子从A到C，洛伦兹力不做功 D. 质子在A点所受的合力大于在D点所受的合力 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题可知质子所受电场力水平向右，质子从C到D的过程中电场力做负功，故A错误； B．根据沿着电场线方向电势逐渐降低可知D点电势高于C点，故B错误； C．由于洛伦兹力一直都与速度方向垂直，故质子从A到C洛伦兹力不做功，故C正确； D．由于A点和D点在同一等势面上，故从A到D电场力做功为0，而洛伦兹力不做功，A点速度为0，根据动能定理可知质子在D点速度也为0，则质子在A点和D点都只受电场力作用，在匀强电场中质子在这两点电场力相等，即合力相等，故D错误。 故选C。 6. 如图所示，用两根轻细悬线将质量为m，长为l的金属棒悬挂在两处，置于匀强磁场内。当棒中通以从b到a的电流后，两悬线偏离竖直方向角θ而处于平衡状态，为了使棒平衡在该位置上，所需的磁场的磁感应强度B的大小和方向正确的是（　　） A. ，竖直向上 B. ，竖直向下 C. ，平行悬线向下 D. ，平行悬线向上 【答案】B 【解析】 【详解】AB．若磁场方向竖直向下，则安培力垂直纸面向外，由平衡可知 解得 选项A错误，B正确； CD．平行悬线向下，则安培力垂直细线斜向上，则由平衡可知 解得 选项CD错误。 故选B。 7. 如图，足够长柱形绝缘直杆与水平面间夹角θ=30°，直杆处于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁场磁感应强度大小为B，杆上套有一个带电量为-q、质量为m的小球，小球孔径略大于杆的直径，球与直杆间的动摩擦因数。现将小球由静止释放，当小球下滑距离x1时其加速度最大，当球再下滑距离x2时其速度刚好达到最大，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ） A. 小球的最大加速度为 B. 小球的最大速度为 C. 小球下滑距离x1过程中克服摩擦力做的功 D. 小球下滑距离x2过程中克服摩擦力做的功为 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据题意可知，当其加速度最大时，沿杆方向合力最大，摩擦力为零，此时 解得最大加速度 故A错误； B．当速度最大时，合力零 解得最大速度 故B错误； C．小球下滑距离x1时 ， 解得 故C错误； D．小球下滑距离x2过程中 解得 故D正确。 故选D。 8. 在xOy坐标系的第一象限内存在匀强磁场，两个相同的带电粒子①和②在P点垂直磁场射入，①的速度与x轴负方向成45°，②的速度与x轴正方向成45°，如图所示，二者均恰好垂直于y轴射出磁场，不计重力，不考虑带电粒子之间的作用力，根据上述信息可以判断的是（　　） A. 带电粒子①在磁场中运动的半径大 B. 带电粒子①在磁场中运动的过程中洛伦兹力的冲量大 C. 带电粒子②在磁场中运动的轨迹短 D. 两个粒子磁场中运动的过程中平均速率相等 【答案】D 【解析】 【详解】AC．根据题意，作出两粒子的运动轨迹图，如图所示 由图可知，①粒子的运动轨迹短，②粒子的运动轨迹长，根据几何关系，两粒子做匀速圆周运动的半径相等，为 故AC错误； BD．根据洛伦兹力提供向心力 可得 两粒子做匀速圆周运动的半径相等，则两粒子射入磁场的速度大小相等，即两粒子磁场中运动的过程中平均速率相等，设为，对①粒子，根据动量定理有 对②粒子，根据动量定理有 故带电粒子①在磁场中运动的过程中洛伦兹力的冲量小，故B错误，故D正确。 故选D。 二、多选题 9. 如图所示，三角形闭合线框ABC由弹性较好的导线制成；线框中通有沿逆时针方向的恒定电流，三角形的三个顶点A、B、C固定在绝缘水平面上，带有绝缘层的长直导线MN紧贴线框固定在线框上方。给直导线通入从M到N的恒定电流，不考虑闭合线框各边之间的作用力，此后该线框的形状可能是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】由题知，直导线通入从M到N的恒定电流，则根据右手定则可知M、N左侧的磁场垂直纸面向里、右侧的磁场垂直纸面向外，再由于线框中通有沿逆时针方向的恒定电流，根据左手定则可知： AB导线受到的安培力向右，则导线AB向右弯曲；AC在MN左侧的导线受到的安培力斜向左下，则这部分导线向左下弯曲、在MN右侧的导线受到的安培力斜向右上，则这部分导线向右上弯曲；BC在MN左侧的导线受到的安培力斜向左上，则这部分导线向左上弯曲、在MN右侧的导线受到的安培力斜向右下，则这部分导线向右下弯曲。 故选B。 10. 如图所示，两个半径相同的半圆形光滑轨道固定在竖直平面内，左右两端点等高，分别处于沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中。两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止释放。M、N为轨道的最低点。则下列分析正确的是（　　） A. 两个小球到达轨道最低点的速度vM＜vN B. 两个小球第一次经过轨道最低点时对轨道的压力可能为FM＝FN C. 小球第一次到达M点的时间小于小球第一次到达N点的时间 D. 磁场中小球能到达轨道另一端最高处，电场中小球不能到达轨道另一端最高处 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由动能定理，在磁场中，小球从释放到最低点的过程中 在电场中，小球 从释放到最低点的过程中 可知 故A错误； B．小球在磁场中最低点时，对小球受力分析可知 小球在电场中最低点时，对小球受力分析可知 又由于 可知 故B错误； C．由A选项分析可知，小球从释放到最低点的过程中 弧长相同，故小球第一次到达点的时间小于小球第一次到达点的时间，故C正确； D．磁场中小球从释放到另一端最高处的过程中，总功为0，动能变化量为0，小球到另一端刚好速度减为0，电场中小球从释放到另一端最高处的过程中，总功为 动能变化量为负，而初动能为0，末动能为负，不合理，即不能到达轨道另一端，故D正确； 故选CD。 11. 如图所示，矩形区域内（包含边界线）存在垂直矩形平面的匀强磁场，磁感应强度为B，矩形区域边长，一带电粒子从a点沿方向以的初速度射入磁场，恰好通过磁场中的c点。不计粒子重力，下列说法正确的是（　　） A. 带电粒子的比荷为 B. 带电粒子的比荷为 C. 粒子在磁场中由a到c的运动时间为 D. 粒子的初速度越大，在磁场中运动的时间越短 【答案】ACD 【解析】 【详解】AB．设粒子运动的轨道半径为r，则由几何关系可知 解得 r=2l 由 可得 选项A正确，B错误； C．由几何关系可知，粒子在磁场中转过的角度为，时间为 选项C正确； D．粒子的初速度越大，粒子在磁场中圆周半径就越大，圆弧对应的圆心角就越小，所以在磁场中运动的时间越短，故D正确。 故选ACD。 12. 空间中存在竖直向下的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场，电场强度大小为E，磁感应强度大小为B。一质量为m的带电油滴a，在纸面内做半径为R的圆周运动，轨迹如图所示。当a运动到最低点P时，瞬间分成两个小油滴Ⅰ、Ⅱ，二者带电量、质量均相同。Ⅰ在P点时与a的速度方向相同，并做半径为的圆周运动，轨迹如图所示。Ⅱ的轨迹未画出。已知重力加速度大小为g，不计空气浮力与阻力以及Ⅰ、Ⅱ分开后的相互作用，则（　　） A. 油滴a带负电，所带电量的大小为 B. 油滴a做圆周运动的速度大小为 C. 小油滴Ⅰ做圆周运动的速度大小为，周期为 D. 小油滴Ⅱ沿顺时针方向做圆周运动 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．油滴a做圆周运动，故重力与电场力平衡，可知带负电，有 解得 故A正确； B．根据洛伦兹力提供向心力 得 解得油滴a做圆周运动的速度大小为 故B正确； C．设小油滴Ⅰ的速度大小为，得 解得 周期为 故C错误； D．带电油滴a分离前后动量守恒，设分离后小油滴Ⅱ的速度为，取油滴a分离前瞬间的速度方向为正方向，得 解得 由于分离后的小液滴受到的电场力和重力仍然平衡，分离后小油滴Ⅱ的速度方向与正方向相反，根据左手定则可知小油滴Ⅱ沿顺时针方向做圆周运动，故D正确。 故选ABD。 三、实验题 13. 某同学设计了一个利用电磁铁来探究安培力的实验，其原理如图所示。 （1）在U形铁芯上缠绕线圈，给线圈通电，为了使线圈产生的磁场对放置在铁芯中间的通电直导线产生图示的安培力F，则在U形铁芯上的线圈应怎样绕线？请在图中画出线圈绕线方式的示意图。（ ） （2）如果要增大安培力，可采取的措施是___________、___________或___________。 【答案】 ①. ②. 增大电流I1 ③. 增大电流I2 ④. 增加铁芯上绕线的匝数 【解析】 【分析】 【详解】（1）[1]根据左手定则可知，要使通电直导线中产生图示的安培力，则磁场方向向上，即U形铁芯下端为N极，上端为S极，故绕线方式如图所示 （2）[2][3][4]根据 可知，如果要增大安培力，可采取的措施是增大电流I1、增大电流I2或增加铁芯上绕线的匝数。 14. 学校兴趣小组的同学在学习了磁场的知识后设计了一个利用天平测定磁感应强度的实验方案，设计的原理图如图所示，天平的左臂下面挂一个矩形线圈，宽为L，共N匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面，天平左右悬点关于支点对称，当地重力加速度为g，实验步骤如下： （1）未通电流时，在天平右盘内放入质量为m1的砝码，使天平平衡； （2）当给线圈通以顺时针方向大小为I的电流（如图所示）时，发现需要在砝码盘中再加入质量为m2的砝码，天平才重新平衡，则磁场方向垂直于纸面______（选填“向里”或“向外”），用所测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小为B=______。 （3）只改变线圈通入电流I的大小，砝码盘中放入砝码使天平平衡，读出砝码盘中砝码的总质量m，比较磁场力与电流大小的关系。 （4）小组同学得出多组m、I数据后，作出了m—I图像，该图像是一条直线，斜率为k，则匀强磁场磁感应强度的大小为______（用g、k、L、N表示）。 【答案】 ①. 向里 ②. ③. 【解析】 【详解】（2）[1]当给线圈通以顺时针方向流动大小为I的电流（如图所示）时，需在天平右盘中再加入质量为m2的砝码，天平才能重新平衡。可知线圈受到的安培力向下，根据左手定则可知，磁场方向垂直于纸面向里。 [2]根据左右两边的平衡条件可知 解得 （4）根据平衡条件整理可得 则图像斜率为 解得 四、解答题 15. 一束电子（电量为e）以速度v0从磁场右边界垂直射入宽为d，磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示。电子束离开磁场时速度方向与入射速度方向成角。（忽略电子所受重力。e、v0、B、d已知） （1）求电子在磁场中运动的轨道半径； （2）求电子的质量； （3）求粒子在磁场中运动时间。 【答案】（1）2d；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）电子垂射入匀强磁场中，做匀速圆周运动，运动轨迹如图所示 由几何知识可得 （2）电子在磁场中，由洛伦兹力提供向心力可得 解得 （3）电子在匀强磁场中的运动周期为 由几何知识可得电子在磁场中运动轨迹的圆心角为 则电子的运动时间为 16. 如图所示，光滑的斜面与水平面成α=53°角，斜面所处的空间有方向水平向里、磁感应强度大小为B=12.5T的匀强磁场和方向既垂直于磁场又垂直于斜面、场强大小为E=250N/C的匀强电场。一个质量为m=1kg、电荷量为q=2×10-2C、带负电的小滑块以初速度v0=8m/s沿斜面向上运动，已知初速度v0方向垂直于磁场，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力，sin53°=0.8，cos53°=0.6，求： （1）滑块向上运动的时间t； （2）滑块在斜面上运动的路程s。 【答案】（1）1s （2）5m 【解析】 【小问1详解】 由牛顿第二定律可得 由速度公式得 解得 【小问2详解】 设滑块向上运动位移为x1，由速度位移的关系式得 解得 当滑块向下运动的速度为v时，滑块将离开斜面，此时，斜面对滑块的支持力为零，则有 解得 由受力分析可知，滑块沿斜面向下运动的加速度仍为a，设滑块向下沿斜面运动的位移为x2，由速度位移关系式得 解得 滑块在斜面上运动的路程 解得 17. 如图，在0≤x≤h，区域中存在方向垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度B的大小可调，方向不变。一质量为m，电荷量为q（q>0）的粒子以速度v0从磁场区域左侧沿x轴进入磁场，不计重力。 （1）若粒子经磁场偏转后穿过y轴正半轴离开磁场，分析说明磁场的方向，并求在这种情况下磁感应强度的最小值Bm； （2）如果磁感应强度大小为，粒子将通过虚线所示边界上的一点离开磁场。求粒子在该点的运动方向与x轴正方向的夹角及该点到x轴的距离。 【答案】（1）磁场方向垂直于纸面向里；；（2）； 【解析】 【详解】（1）由题意，粒子刚进入磁场时应受到方向向上的洛伦兹力，因此磁场方向垂直于纸面向里。设粒子进入磁场中做圆周运动的半径为R，根据洛伦兹力公式和圆周运动规律，有 ① 由此可得 ② 粒子穿过y轴正半轴离开磁场，其在磁场中做圆周运动的圆心在y轴正半轴上，半径应满足 ③ 由②可得，当磁感应强度大小最小时，设为Bm，粒子的运动半径最大，由此得 ④ （2）若磁感应强度大小为，粒子做圆周运动的圆心仍在y轴正半轴上，由②④式可得，此时圆弧半径为 ⑤ 粒子会穿过图中P点离开磁场，运动轨迹如图所示。设粒子在P点的运动方向与x轴正方向的夹角为α， 由几何关系 ⑥ 即⑦ 由几何关系可得，P点与x轴的距离为 ⑧ 联立⑦⑧式得 ⑨ 18. 如图所示，半径为的虚线圆边界在竖直平面内，是水平直径，圆边界内存在垂直纸面向外磁感应强度为的匀强磁场，过点的竖直线与水平线间存在电场强度大小恒为（为未知量）的匀强电场。点是点右下方固定的点，虚线与的夹角为。现让带电量为、质量为的带正电粒子（不计重力）从点射入磁场，然后从点离开磁场，轨迹圆的半径等于，当匀强电场竖直向上时，粒子经过一段时间从运动到点时速度正好水平向右，求： （1）粒子在A点射入磁场时的速度以及粒子从A到的运动时间； （2）的值以及粒子从到的平均速度大小； （3）若匀强电场由指向，则两点间的电势差为多少？ 【答案】（1）， （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 由洛伦兹力提供向心力 其中，解得 过A点作速度垂线，与的中垂线交于，设A点的速度与夹角为，则，如图所示，根据几何关系有 解得 所以粒子在A点射入磁场时的速度方向与水平线夹角为右上方 粒子在磁场中运动周期 解得运动时间为 【小问2详解】 粒子从点离开磁场时，速度 方向与水平线夹角右下方；把点的速度分解为水平方向和竖直方向，则有 ， 由类平抛运动的规律可得 ，， 两点间的距离为 粒子从到的平均速度 综合解得 ，，， 【小问3详解】 当匀强电场由指向，把分别沿着水平方向和竖直方向分解，则有 ， 当匀强电场由指向两点间的电势差 综合计算可得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年度高二年级三月份模块检测 物理试题 一、单选题 1. CT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称，CT扫描机可用于对多种病情的探测。图（a）是某种CT机主要部分的剖面图，其中X射线产生部分的示意图如图（b）所示。图（b）中M、N之间有一电子束的加速电场，虚线框内有匀强偏转磁场；经调节后电子束从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进，打到靶上，产生X射线（如图中带箭头的虚线所示）；将电子束打到靶上的点记为P点。则（　　） A. M处的电势高于N处的电势 B. 增大M、N之间的加速电压可使P点左移 C. 偏转磁场的方向垂直于纸面向外 D. 增大偏转磁场磁感应强度的大小可使P点左移 2. 把一段通电直导线悬挂在匀强磁场中O点，并建立空间直角坐标系，如图所示。直导线沿z轴方向放置时不受力；直导线中电流方向沿x轴正方向时受到沿y轴正方向的力。由此可知该磁场的方向为 （　　） A. z轴正方向 B. z轴负方向 C x轴负方向 D. y轴正方向 3. 如图所示，甲是回旋加速器，乙是磁流体发电机，丙是速度选择器，丁是霍尔元件，下列说法正确的是（　　） A. 甲图要增大粒子的最大动能，可增加电压U B. 乙图可判断出电流从 a 流向 b C. 丙图粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是，也可以判断带电粒子的电性 D. 丁图中若载流子带正电，稳定时 C 板电势高 4. 处于磁感应强度为B的匀强磁场中的一个带电粒子质量为m，电荷量为q，仅在磁场力作用下做匀速圆周运动的速度大小为v。将该粒子的运动等效为环形电流，那么此电流值为（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示，空间存在着垂直于纸面向外的匀强磁场和水平向右的匀强电场，一质子从A点由静止释放，沿图示轨迹依次经过C、D两点。已知A、D两点在同一等势面上，不计质子重力，下列说法正确的是（　　） A. 质子从C到D，电场力做的是正功 B. D点的电势低于C点的电势 C. 质子从A到C，洛伦兹力不做功 D. 质子在A点所受的合力大于在D点所受的合力 6. 如图所示，用两根轻细悬线将质量为m，长为l的金属棒悬挂在两处，置于匀强磁场内。当棒中通以从b到a的电流后，两悬线偏离竖直方向角θ而处于平衡状态，为了使棒平衡在该位置上，所需的磁场的磁感应强度B的大小和方向正确的是（　　） A. ，竖直向上 B. ，竖直向下 C. ，平行悬线向下 D. ，平行悬线向上 7. 如图，足够长柱形绝缘直杆与水平面间夹角θ=30°，直杆处于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁场磁感应强度大小为B，杆上套有一个带电量为-q、质量为m的小球，小球孔径略大于杆的直径，球与直杆间的动摩擦因数。现将小球由静止释放，当小球下滑距离x1时其加速度最大，当球再下滑距离x2时其速度刚好达到最大，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ） A. 小球的最大加速度为 B. 小球的最大速度为 C. 小球下滑距离x1过程中克服摩擦力做的功 D. 小球下滑距离x2过程中克服摩擦力做的功为 8. 在xOy坐标系的第一象限内存在匀强磁场，两个相同的带电粒子①和②在P点垂直磁场射入，①的速度与x轴负方向成45°，②的速度与x轴正方向成45°，如图所示，二者均恰好垂直于y轴射出磁场，不计重力，不考虑带电粒子之间的作用力，根据上述信息可以判断的是（　　） A. 带电粒子①在磁场中运动半径大 B. 带电粒子①在磁场中运动的过程中洛伦兹力的冲量大 C. 带电粒子②在磁场中运动的轨迹短 D. 两个粒子磁场中运动的过程中平均速率相等 二、多选题 9. 如图所示，三角形闭合线框ABC由弹性较好的导线制成；线框中通有沿逆时针方向的恒定电流，三角形的三个顶点A、B、C固定在绝缘水平面上，带有绝缘层的长直导线MN紧贴线框固定在线框上方。给直导线通入从M到N的恒定电流，不考虑闭合线框各边之间的作用力，此后该线框的形状可能是（ ） A B. C D. 10. 如图所示，两个半径相同的半圆形光滑轨道固定在竖直平面内，左右两端点等高，分别处于沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中。两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止释放。M、N为轨道的最低点。则下列分析正确的是（　　） A. 两个小球到达轨道最低点的速度vM＜vN B. 两个小球第一次经过轨道最低点时对轨道的压力可能为FM＝FN C. 小球第一次到达M点的时间小于小球第一次到达N点的时间 D. 磁场中小球能到达轨道另一端最高处，电场中小球不能到达轨道另一端最高处 11. 如图所示，矩形区域内（包含边界线）存在垂直矩形平面的匀强磁场，磁感应强度为B，矩形区域边长，一带电粒子从a点沿方向以的初速度射入磁场，恰好通过磁场中的c点。不计粒子重力，下列说法正确的是（　　） A. 带电粒子比荷为 B. 带电粒子的比荷为 C. 粒子在磁场中由a到c的运动时间为 D. 粒子的初速度越大，在磁场中运动的时间越短 12. 空间中存在竖直向下的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场，电场强度大小为E，磁感应强度大小为B。一质量为m的带电油滴a，在纸面内做半径为R的圆周运动，轨迹如图所示。当a运动到最低点P时，瞬间分成两个小油滴Ⅰ、Ⅱ，二者带电量、质量均相同。Ⅰ在P点时与a的速度方向相同，并做半径为的圆周运动，轨迹如图所示。Ⅱ的轨迹未画出。已知重力加速度大小为g，不计空气浮力与阻力以及Ⅰ、Ⅱ分开后的相互作用，则（　　） A. 油滴a带负电，所带电量的大小为 B. 油滴a做圆周运动的速度大小为 C. 小油滴Ⅰ做圆周运动的速度大小为，周期为 D. 小油滴Ⅱ沿顺时针方向做圆周运动 三、实验题 13. 某同学设计了一个利用电磁铁来探究安培力的实验，其原理如图所示。 （1）在U形铁芯上缠绕线圈，给线圈通电，为了使线圈产生的磁场对放置在铁芯中间的通电直导线产生图示的安培力F，则在U形铁芯上的线圈应怎样绕线？请在图中画出线圈绕线方式的示意图。（ ） （2）如果要增大安培力，可采取的措施是___________、___________或___________。 14. 学校兴趣小组的同学在学习了磁场的知识后设计了一个利用天平测定磁感应强度的实验方案，设计的原理图如图所示，天平的左臂下面挂一个矩形线圈，宽为L，共N匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面，天平左右悬点关于支点对称，当地重力加速度为g，实验步骤如下： （1）未通电流时，在天平右盘内放入质量为m1的砝码，使天平平衡； （2）当给线圈通以顺时针方向大小为I的电流（如图所示）时，发现需要在砝码盘中再加入质量为m2的砝码，天平才重新平衡，则磁场方向垂直于纸面______（选填“向里”或“向外”），用所测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小为B=______。 （3）只改变线圈通入电流I的大小，砝码盘中放入砝码使天平平衡，读出砝码盘中砝码的总质量m，比较磁场力与电流大小的关系。 （4）小组同学得出多组m、I数据后，作出了m—I图像，该图像是一条直线，斜率为k，则匀强磁场磁感应强度的大小为______（用g、k、L、N表示）。 四、解答题 15. 一束电子（电量为e）以速度v0从磁场右边界垂直射入宽为d，磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示。电子束离开磁场时速度方向与入射速度方向成角。（忽略电子所受重力。e、v0、B、d已知） （1）求电子在磁场中运动的轨道半径； （2）求电子的质量； （3）求粒子在磁场中运动时间。 16. 如图所示，光滑的斜面与水平面成α=53°角，斜面所处的空间有方向水平向里、磁感应强度大小为B=12.5T的匀强磁场和方向既垂直于磁场又垂直于斜面、场强大小为E=250N/C的匀强电场。一个质量为m=1kg、电荷量为q=2×10-2C、带负电的小滑块以初速度v0=8m/s沿斜面向上运动，已知初速度v0方向垂直于磁场，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力，sin53°=0.8，cos53°=0.6，求： （1）滑块向上运动的时间t； （2）滑块在斜面上运动的路程s。 17. 如图，在0≤x≤h，区域中存在方向垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度B的大小可调，方向不变。一质量为m，电荷量为q（q>0）的粒子以速度v0从磁场区域左侧沿x轴进入磁场，不计重力。 （1）若粒子经磁场偏转后穿过y轴正半轴离开磁场，分析说明磁场的方向，并求在这种情况下磁感应强度的最小值Bm； （2）如果磁感应强度大小为，粒子将通过虚线所示边界上的一点离开磁场。求粒子在该点的运动方向与x轴正方向的夹角及该点到x轴的距离。 18. 如图所示，半径为的虚线圆边界在竖直平面内，是水平直径，圆边界内存在垂直纸面向外磁感应强度为的匀强磁场，过点的竖直线与水平线间存在电场强度大小恒为（为未知量）的匀强电场。点是点右下方固定的点，虚线与的夹角为。现让带电量为、质量为的带正电粒子（不计重力）从点射入磁场，然后从点离开磁场，轨迹圆的半径等于，当匀强电场竖直向上时，粒子经过一段时间从运动到点时速度正好水平向右，求： （1）粒子在A点射入磁场时的速度以及粒子从A到的运动时间； （2）的值以及粒子从到的平均速度大小； （3）若匀强电场由指向，则两点间的电势差为多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$