内容正文:
潍坊国开中学3月开学考试物理试题
考试时间:90分钟
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
第I卷(选择题)
一、单选题
1. 关于磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间的关系,正确的说法是( )
A. 磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间总是互相垂直的
B 磁场方向一定与安培力方向垂直,但电流方向不一定与安培力方向垂直
C. 磁场方向不一定与安培力方向垂直,但电流方向一定与安培力方向垂直
D. 磁场方向不一定与电流方向垂直,但安培力方向一定既与磁场方向垂直,又与电流方向垂直
2. 如图所示,通以恒定电流ⅠL形导线abc放置在磁感应强度大小为B、方向水平向右的匀强磁场中。导线abc组成的平面与磁场方向平行,导线的ab、bc段的长度均为l,两段导线间的夹角为90°,且两段导线与磁场方向的夹角均为45°,则导线abc受到的安培力大小为( )
A. 0 B. BIl C. D. 2BIl
3. 如图所示,水平桌面上放一根条形磁铁,磁铁正中央上方吊着跟磁铁垂直的导线,当导线中通入指向纸内的电流时( )
A. 悬线上拉力将不变
B. 悬线上的拉力将变小
C. 条形磁铁对水平桌面的压力将变大
D. 条形磁铁对水平桌面的压力将变小
4. 如图所示,在固定放置的条形磁铁S极附近悬挂一个金属线圈,线圈与水平磁铁位于同一竖直平面内。当在线圈中通入沿图示方向的电流时,将会看到( )
A. 线圈向左平移
B. 线圈向右平移
C. 从上往下看,线圈顺时针转动,同时靠近磁铁
D. 从上往下看,线圈逆时针转动,同时靠近磁铁
5. 用两根细线把两个完全相同的圆形导线环悬挂起来,让二者等高平行放置,如图所示,当两导线环中通入方向相同的电流I1、I2时,则有( )
A. 两导线环相互吸引 B. 两导线环相互排斥
C. 两导线环无相互作用力 D. 两导线环先吸引后排斥
6. 如图所示,带电粒子刚进入匀强磁场时,所受到的洛伦兹力的方向垂直纸面向里的是( )
A. B.
C. D.
7. 质量为m、电荷量为q(q>0)的带电粒子,以速度v射入磁感应强度大小为B的匀强磁场中,速度方向、磁场方向如图所示。则粒子在磁场中运动时受到的洛伦兹力大小为qvBsinθ的是( )
A. B.
C. D.
8. 如图所示,带正电的小球竖直向下射入垂直纸面向里的匀强磁场,关于小球运动和受力说法正确的是( )
A. 小球刚进入磁场时受到的洛伦兹力水平向右 B. 小球运动过程中的速度不变
C. 小球运动过程的加速度保持不变 D. 小球受到的洛伦兹力对小球做正功
9. 如图所示是某种粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨迹,匀强磁场的方向垂直纸面向里,从垂直纸面方向向里看(正视),可能是哪种粒子的运动( )
A. 中子顺时针运动 B. 中子逆时针运动
C. 质子顺时针运动 D. 电子顺时针运动
10. 一带电粒子以速度v进入匀强磁场,仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动。如果速度v增大,下列说法正确的是( )
A. 半径增大,周期不变 B. 半径增大,周期增大
C. 半径减小,周期不变 D. 半径减小,周期减小
第I卷(非选择题)
11. 如图所示,一个宽度为L磁感应强度为B匀强磁场,磁场的方向垂直于纸面向里,有一个带电粒子以向右的速度v垂直于该磁场边界进入磁场,穿出磁场时速度方向和进入时的方向夹角为,不计粒子的重力。求:
(1)求粒子做圆周运动的轨道半径r;
(2)带电粒子比荷;
(3)带电粒子穿过磁场所用的时间t。
12. 如图所示,间距的平行金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨间分布着匀强磁场,其磁感应强度大小,方向斜向左上方且与水平面的夹角为37°。质量的导体棒MN垂直放在金属导轨上。通过导轨可为导体棒提供从M到N的恒定电流。当电流时,导体棒恰好保持静止,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,导体棒与金属导轨接触良好,金属导轨电阻不计,重力加速度,,。
(1)求导体棒与金属导轨间的动摩擦因数;
(2)继续增大电流,导体棒开始运动。求当电流时,导体棒在金属导轨上运动时的加速度大小。
13. 一个质量为m带有电荷量为q的小滑块,放置在与水平面倾角足够长的固定的光滑绝缘斜面上。整个置于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里,如图所示,当物块沿斜面下滑到P处时,对斜面有大小为0.4mg压力。小滑块继续下滑至P处下方某位置时将要离开斜面。取重力加速度为g、、。求:
(1)小滑块带何种电荷?
(2)小滑块滑到P处时的速度多大?
(3)小滑块滑到距离P多远处与斜面没有压力?
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潍坊国开中学3月开学考试物理试题
考试时间:90分钟
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
第I卷(选择题)
一、单选题
1. 关于磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间的关系,正确的说法是( )
A. 磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间总是互相垂直的
B. 磁场方向一定与安培力方向垂直,但电流方向不一定与安培力方向垂直
C. 磁场方向不一定与安培力方向垂直,但电流方向一定与安培力方向垂直
D. 磁场方向不一定与电流方向垂直,但安培力方向一定既与磁场方向垂直,又与电流方向垂直
【答案】D
【解析】
【分析】根据左手定则内容可得出答案。
【详解】ABCD.电流放入磁场中,不管电流与磁场是否垂直,安培力均垂直磁场和电流所确定的平面,即安培力总是垂直磁场方向,安培力总是垂直电流方向。故ABC均错误,D正确。
故选D。
2. 如图所示,通以恒定电流Ⅰ的L形导线abc放置在磁感应强度大小为B、方向水平向右的匀强磁场中。导线abc组成的平面与磁场方向平行,导线的ab、bc段的长度均为l,两段导线间的夹角为90°,且两段导线与磁场方向的夹角均为45°,则导线abc受到的安培力大小为( )
A. 0 B. BIl C. D. 2BIl
【答案】C
【解析】
【详解】导线abc在磁场中的有效长度为,则安培力为。
故选C。
3. 如图所示,水平桌面上放一根条形磁铁,磁铁正中央上方吊着跟磁铁垂直的导线,当导线中通入指向纸内的电流时( )
A. 悬线上的拉力将不变
B. 悬线上的拉力将变小
C. 条形磁铁对水平桌面的压力将变大
D. 条形磁铁对水平桌面的压力将变小
【答案】D
【解析】
【详解】A B.根据条形磁铁磁场分布特点可知,通电导线处的磁场方向水平向右,由左手定则可知导线受竖直向下的安培力,所以悬线上的拉力变大。AB错误;
CD.由牛顿第三定律可知,条形磁铁受电流对它竖直向上的力,所以条形磁铁对桌面压力变小,C错误,D正确。
故选D。
4. 如图所示,在固定放置的条形磁铁S极附近悬挂一个金属线圈,线圈与水平磁铁位于同一竖直平面内。当在线圈中通入沿图示方向的电流时,将会看到( )
A. 线圈向左平移
B. 线圈向右平移
C. 从上往下看,线圈顺时针转动,同时靠近磁铁
D. 从上往下看,线圈逆时针转动,同时靠近磁铁
【答案】C
【解析】
【详解】AB.线圈通以顺时针的电流,由于处于S极的磁体附近,磁感线从右侧进入S极,根据左手定则可得,线圈左边受垂直纸面向内的安培力,线圈右边受垂直纸面向外内的安培力,所以线圈还会绕着悬线轴线旋转,不属于单纯的平移,故AB 错误;
CD.从上往下看,导致线圈顺时针转动,由于环形电流产生磁场纸张外侧相当于N极,当开始旋转直至转过角过程中,环形电流与条形磁铁S极逐渐相向,二者异名磁极相互吸引,导致线圈在顺时针转动的同时向磁铁靠近,故C正确,D错误。
故选C
5. 用两根细线把两个完全相同的圆形导线环悬挂起来,让二者等高平行放置,如图所示,当两导线环中通入方向相同的电流I1、I2时,则有( )
A. 两导线环相互吸引 B. 两导线环相互排斥
C. 两导线环无相互作用力 D. 两导线环先吸引后排斥
【答案】A
【解析】
【详解】通电的导线环周围能够产生磁场,磁场的基本性质是对放入其中的磁体或通电导线产生力的作用。由于导线环中通入的电流方向相同,二者同位置处的电流方向完全相同,相当于通入同向电流的直导线,根据同向电流相互吸引的规律,可知两导线环应相互吸引。
故选A。
6. 如图所示,带电粒子刚进入匀强磁场时,所受到洛伦兹力的方向垂直纸面向里的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.磁场的方向是向里的,根据左手定则可知,受到的洛伦兹力的方向是向上的,故A错误;
B.磁场的方向是向上的,负电荷向右运动,根据左手定则可知,受到的洛伦兹力的方向是向里的,故B正确;
C.磁场的方向水平向右,负电荷向上运动,根据左手定则可知,受到的洛伦兹力的方向是向外的,故C错误;
D.磁场的方向是向上的,负电荷向上运动,电荷运动方向和磁场方向平行,粒子不受洛伦兹力,故D错误。
故选B。
7. 质量为m、电荷量为q(q>0)的带电粒子,以速度v射入磁感应强度大小为B的匀强磁场中,速度方向、磁场方向如图所示。则粒子在磁场中运动时受到的洛伦兹力大小为qvBsinθ的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】AD.当带电粒子的速度方向垂直于磁场方向时,受到的洛伦兹力大小为qvB,当速度方向与磁场方向的夹角为θ时,垂直磁场方向的分速度为vsinθ,这时的洛伦兹力大小为qvBsinθ,选项中速度方向与磁场方向垂直,洛伦兹力大小为qvB,故AD错误;
B.垂直磁场方向的分速度为vsinθ,所受洛伦兹力大小为qvBsinθ,故B正确;
C.垂直磁场方向的分速度为vcosθ,所受洛伦兹力大小为qvBcosθ,故C错误。
故选B。
8. 如图所示,带正电的小球竖直向下射入垂直纸面向里的匀强磁场,关于小球运动和受力说法正确的是( )
A. 小球刚进入磁场时受到洛伦兹力水平向右 B. 小球运动过程中的速度不变
C. 小球运动过程的加速度保持不变 D. 小球受到的洛伦兹力对小球做正功
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据左手定则,可知小球刚进入磁场时受到的洛伦兹力水平向右,A正确;
BC.小球受洛伦兹力和重力的作用,则小球运动过程中速度、加速度大小,方向都在变,BC错误;
D.洛伦兹力永不做功,D错误。
故选A。
9. 如图所示是某种粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨迹,匀强磁场的方向垂直纸面向里,从垂直纸面方向向里看(正视),可能是哪种粒子的运动( )
A. 中子顺时针运动 B. 中子逆时针运动
C. 质子顺时针运动 D. 电子顺时针运动
【答案】D
【解析】
【详解】AB.中子不带电,在磁场中不会做匀速圆周运动,故AB错误;
C.质子受洛伦兹力方向指向圆心,根据左手定则可知,磁感线穿过手心,大拇指指向圆心,四指所指的方向即为质子运动方向,即质子是逆时针方向运动,故C错误;
D.电子受洛伦兹力方向指向圆心,根据左手定则可知,磁感线穿过手心,大拇指指向圆心,四指所指的反方向即为电子运动方向,即电子是顺时针方向运动,故D正确。
故选D。
10. 一带电粒子以速度v进入匀强磁场,仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动。如果速度v增大,下列说法正确的是( )
A. 半径增大,周期不变 B. 半径增大,周期增大
C. 半径减小,周期不变 D. 半径减小,周期减小
【答案】A
【解析】
【详解】根据洛伦兹力提供向心力可得
解得
根据
解得
如果速度v增大,可知半径增大,周期不变。
故选A。
第I卷(非选择题)
11. 如图所示,一个宽度为L磁感应强度为B的匀强磁场,磁场的方向垂直于纸面向里,有一个带电粒子以向右的速度v垂直于该磁场边界进入磁场,穿出磁场时速度方向和进入时的方向夹角为,不计粒子的重力。求:
(1)求粒子做圆周运动的轨道半径r;
(2)带电粒子的比荷;
(3)带电粒子穿过磁场所用的时间t。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
小问1详解】
作出带电粒子的运动轨迹如图所示
根据几何关系可得带电粒子在磁场中运动的半径为
【小问2详解】
根据牛顿第二定律有
整理可得带电粒子的比荷
【小问3详解】
带电粒子做圆周运动的周期为
带电粒子穿过磁场所用的时间为
12. 如图所示,间距的平行金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨间分布着匀强磁场,其磁感应强度大小,方向斜向左上方且与水平面的夹角为37°。质量的导体棒MN垂直放在金属导轨上。通过导轨可为导体棒提供从M到N的恒定电流。当电流时,导体棒恰好保持静止,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,导体棒与金属导轨接触良好,金属导轨电阻不计,重力加速度,,。
(1)求导体棒与金属导轨间的动摩擦因数;
(2)继续增大电流,导体棒开始运动。求当电流时,导体棒在金属导轨上运动时的加速度大小。
【答案】(1)0.5 (2)
【解析】
【小问1详解】
对导体棒进行受力分析,如图所示
则有
,
解得
【小问2详解】
结合上述,当电流时,对导体棒进行分析有
,
解得
13. 一个质量为m带有电荷量为q的小滑块,放置在与水平面倾角足够长的固定的光滑绝缘斜面上。整个置于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里,如图所示,当物块沿斜面下滑到P处时,对斜面有大小为0.4mg压力。小滑块继续下滑至P处下方某位置时将要离开斜面。取重力加速度为g、、。求:
(1)小滑块带何种电荷?
(2)小滑块滑到P处时的速度多大?
(3)小滑块滑到距离P多远处与斜面没有压力?
【答案】(1)带负电 (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据题意可知小滑块所受洛伦兹力垂直斜面向上,根据左手定则可知小滑块带负电;
【小问2详解】
垂直斜面方向,根据平衡条件
又
联立解得
【小问3详解】
当小滑块对斜面没有压力时,垂直斜面方向,根据平衡条件
解得
设此时小滑块滑到P的距离为,根据动能定理有
解得
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