江苏省徐州市第三中学2024-2025学年高二上学期周练15物理试题

高三上 物理第十五周练 一、单项选择题（11×8分=88分） 1．如图所示，a、b、c三枚小磁针分别放置在螺线管的正上方、管内和右侧，当导线中通有图示方向的电流且这些小磁针静止时，下列说法正确的是 A．a的N极指向为向左，b、c的N极指向为向右 B．b的N极指向为向左，a、c的N极指向为向右 C．a、b、c的N极指向均为向左 D．a、b、c的N极指向均为向右 2．（易错题再练）如图所示，金属杆 ab处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面成θ角斜向上，ab静止于水平导轨上，与导轨垂直，长度为L.则关于金属杆所受安培力的大小，下列表述中正确的是 A．BIL B．BIL cosθ C．BIL sinθ D．BIL tanθ 3．如图所示，长为的导线放在相互平行的金属导轨上，导轨宽度为，通过的电流为，垂直于纸面的匀强磁场的磁感应强度为，则所受的磁场力的大小为 A． B． C． D． 4．如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，其正上方略偏右处固定一根直导线，导线和磁铁垂直，并通以垂直纸面向外的电流，则 A．磁铁对桌面的压力减小 B．磁铁对桌面的压力不变 C．桌面受向左的摩擦力 D．桌面受向右的摩擦力 5．如图所示，宽为l的光滑导轨与水平面成角，质量为m、长为l的金属杆水平放置在导轨上.空间存在着匀强磁场，当回路总电流为I时，金属杆恰好能静止.则磁感应强度的最小值和方向分别是 A．，竖直向上 B．，竖直向下 C．，垂直导轨平面向上 D．，垂直导轨平面向下 6．如图所示，一半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一负电荷从A点正对着圆心O的方向射入磁场，从B点射出时速度方向改变了θ角，重力不计.则带电粒子做匀速圆周运动的半径为 A． B． C． D． B 7．如图所示，在三角形区域OAB内（包括边界）存在垂直三角形区域平面向里的匀强磁场.两带正电的粒子（不计重力），以相同的速度先后从O点沿OA方向射入磁场中，分别从OB边上的点M、N射出磁场区域.若OM=MN，则从M点和N点射出的粒子比荷之比是 A．4：1 B．2：1 C．1：1 D．1：2 8．如图所示，边长为l0的正方形区域内（包括边界）存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B.在点处有一粒子源，能够沿方向发射质量为m、电荷量为的粒子，粒子射出的速率大小不同.粒子的重力忽略不计，不考虑粒子之间的相互作用，则 A．轨迹不同的粒子，在磁场中运动时间一定不同 B．从点射出的粒子入射速度大小为 C．粒子在边界上出射点距点越远，在磁场中运动的时间越短 D．从点射出的粒子在磁场中运动的时间为 9．如图所示，在坐标系的第一和第二象限内存在磁感应强度大小分别为和B、方向均垂直于纸面向外的匀强磁场．一质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子垂直于x轴射入第二象限，随后垂直于y轴进入第一象限，最后经过x轴离开第一象限．粒子在磁场中运动的时间为 A． B． C． D． 10．回旋加速器工作原理示意图如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，两盒间的狭缝很小，粒子穿过的时间可忽略，它们接在电压为U、频率为f的交流电源上．若A处粒子源产生的质子在加速器中被加速，下列说法正确的是 A．若只增大U，则质子获得的最大动能增大 B．若只增大U，则质子在回旋加速器中运行时间会变长 C．若B增大，f必须适当增大才能正常工作 D．不改变B和f，该回旋加速器也能用于加速α粒子 11.如图所示，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上（与纸面平行），磁场方向垂直于纸面向里.三个带电的微粒、、电荷量的大小相等，质量分别为ma、mb、mc，已知在该区域内，在纸面内做匀速圆周运动，在纸面内向右做直线运动，在纸面内向左做直线运动.下列正确的是 A．粒子可能带负电 B．粒子一定带正电 C．粒子的质量一定小于粒子 D．粒子的质量一定大于粒子 二、非选择题（12分） 12．如图所示，在的区域Ⅰ内存在垂直坐标平面向里的匀强磁场，在的区域Ⅱ内存在垂直坐标平面向外的匀强磁场，区域Ⅰ、Ⅱ内匀强磁场的磁感应强度大小均为.质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子沿x轴从原点O射入区域Ⅰ，从点P（3a，a）进入区域Ⅱ，不计粒子受到的重力，求： (1)射入磁场时的速度大小； (2)粒子离开磁场时的纵坐标y. 选做题（不计分 正常设置作答区域） ．电子质量为m、电荷量为e，从坐标原点O处沿平面射入第一象限，射入时速度方向不同，速度大小均为，如图所示.现在某一区域加一方向向外且垂直于平面的匀强磁场，磁感应强度为B，若这些电子穿过磁场后都能垂直射到荧光屏上，荧光屏与y轴平行，求： （1）荧光屏上光斑的长度； （2）所加磁场范围的最小面积. 2 1 学科网（北京）股份有限公司 高三上 物理周练16 参考答案 1．A 2．A 3．D 4．C 在磁铁外部，磁感线从N极指向S极，导线所在处磁场向右斜向下，导线电流垂直于纸面向外，由左手定则可知，导线受到的安培力向右斜向上，由牛顿第三定律可知，导线对磁铁的作用力向左斜向下，磁铁保持静止，故磁铁对桌面的压力增大，有向左的运动趋势，磁铁受到向右的摩擦力.根据牛顿第三定律可知，桌面受向左的摩擦力. 5．C 根据平衡条件，磁感应强度B的最小值为. 根据左手定则，可知磁感应强度方向垂直导轨平面向上. 6．A B 7．B 由图可知，两粒子在磁场中运动的弦切角相同，且弦长之比为1：2，由弦长公式得 ，则半径之比为1：2，由公式，得则比荷之比为2：1. 8．D A． 粒子速率不同运动，轨迹不同.如果转过的圆心角相等，则粒子在磁场中的运动时间相等，如从ad边离开磁场的粒子在磁场中转过半个圆周，虽然运动轨迹不同，但运动时间都相同，为； B．从c点飞出的粒子半径：解得速度； CD．从d点飞出的粒子运动时间为半个周期； 若粒子从a点射入，从ad边飞出，所用时间均为半个周期，因此粒子在边界上出射点距a点越远，在磁场中运动的时间不一定越短. 9．B 运动轨迹如图:粒子在第二象限运动转过的角度为90°，则； 粒子在第一象限转过的角度为60°，则； . 10．C A．回旋加速器粒子在磁场中运动的周期和高频交流电的周期相等，当粒子从D形盒中出来时，速度最大，此时运动的半径等于D形盒的半径，根据得，则最大动能与交流电压U无关； B．根据，若只增大交变电压U，不会改变质子在回旋加速器中运行的周期，但加速次数减少，则运行时间也会变短； C．，若磁感应强度B增大，那么T会减小，只有当交流电频率f必须适当增大才能正常工作； D．带电粒子在磁场中运动的周期与加速电场的周期相等，根据可知，换用α粒子，粒子的比荷变化，周期变化，回旋加速器需改变交流电的频率才能加速粒子. 11．C AC．微粒b向右做匀速直线运动，若b带负电，则电场力竖直向下，由左手定则判断洛伦兹力竖直向下，重力竖直向下，不可能受力平衡；故b一定带正电，由平衡条件得，可得，微粒a在纸面内做匀速圆周运动，必有，则有； BD．微粒c向左做匀速直线运动，若c带正电，电场力竖直向上，左手定则判断洛伦兹力竖直向下，重力竖直向下，由平衡条件得，可得，则有；若c带负电，电场力竖直向下，左手定则判断洛伦兹力竖直向上，重力竖直向下，由平衡条件得，无法比较与的大小，故与之间的大小也无法比较. 12．(1) (2) 解：（1） 2分 2分 2分 （2） 6` 选做题 （1）如图所示，初速度沿x轴正方向的电子，沿弧运动到P点，为荧光屏上光斑的最高点，初速度沿y轴正方向的电子，沿弧运动到Q点，为荧光屏上光斑的最低点，电子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得，解得 光斑长度 （2）所加磁场的最小面积是以为圆心、R为半径的阴影部分，其面积大小为 2 1 学科网（北京）股份有限公司 $