南昌二中2013－2014学年度上学期第二次考试

高二物理试卷

一、选择题(本大题共10小题；每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项是正确的，有的有多个选项是正确的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选或不答的得0分。)

1．在地球赤道上，地磁场可看成是沿南北方向的磁场，磁感应强度大小是5.0×10－5T。如果赤道上有一根沿东西方向的直导线，长为3m，载有自西向东的电流16A，地磁场对这根导线的安培力大小和方向是（ ）

A. 2.4×10－3N，竖直向上 B. 1.2×10－3N,竖直向上

C. 2.4×10－3N，竖直向下 D. 1.2×10－3N，竖直向下

2.两通电直导线电流方向相同，其截面处于一个等边三角形的A、B处，如图所示，两通电导线在C处的磁感应强度均为B，则C处总磁感应强度为（ ）

A.2B B.B C.0 D.
B

3. 如图所示，在南北方向安放的长直导线的正上方用细线悬挂一条形小磁铁，当导线中通入图示的电流I后，下列说法正确的是（ ）

A. 磁铁N极向里转，悬线所受的拉力小于磁铁所受的重力

B. 磁铁N极向外转，悬线所受的拉力小于磁铁所受的重力

C. 磁铁N极向里转，悬线所受的拉力大于磁铁所受的重力

D. 磁铁N极向外转，悬线所受的拉力大于磁铁所受的重力

4.如图所示，铜质导电板宽为d，置于匀强磁场中，磁感应强度为B，通电时铜板中电流方向向下，电子定向移动速度为V，由于磁场的作用，a、b两处电势分别为a、b，则（ ）

A. 板左侧聚集较多电子 B. 板右侧聚集较多电子

C. b－a＝Bvd D. a－b＝Bvd

5. 质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所示，离子源S产生的各种不同正离子束（速度可看作零），经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达照相底片P上，设离子在P上的位置到入口处S1的距离为x，则离子的比荷q/m与x关系，下列那一幅正确（ ）

6. 劳伦斯和利文斯设计的回旋加速器工作原理如图所示. 置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略. 磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f，加速电压为U. 若A处粒子源产生的质子质量为m、电荷量为+q，在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响. 则下列说法正确的是（ ）

A. 质子被加速后的最大速度为2Rf

B. 质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U成正比

C. 质子离开回旋加速器时的最大动能与金属盒半径成正比

D. 质子第1次和第2次经过D形盒间狭缝后轨道半径之比为1：

7. 如图所示，一质子（氢原子核）和一个粒子（氦原子核）从a点同时以相同的动能沿垂直于磁场边界且垂直于磁场方向射入宽度为d的有界磁场中，并都能从磁场右边界射出，则以下说法正确的是（ ）

A. 质子先射出磁场区域 B.粒子先射出磁场区域

C. 质子在磁场中运动的路程长 D.粒子在磁场中运动的路程长

8. 如图所示，在x轴上方存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。在xOy平面内，从原点O处沿与x轴正方向成
（0<
<）角以速率v发射一个带正电的粒子（重力不计）。则下列说法正确的是（ ）

A. 若
一定，v越大，则粒子在磁场中运动的时间越短

B. 若
一定，粒子在磁场中运动的时间与v无关

C. 若v一定，
越大，则粒子在磁场中运动的时间越短

D. 若v 一定，
越大，则粒子在离开磁场的位置距O点越远

9. 如图所示为圆柱形区域的横截面，在没有磁场的情况下，带电粒子（不计重力）以某一初速度沿截面直径方向入射，穿过此区域的时间为t. 在该区域加沿圆柱轴线方向的匀强磁场，磁感应强度为B，带电粒子仍以同一初速度沿截面直径入射，粒子飞出此区域时，速度方向偏转60°角，如图所示，根据上述条件可求下列物理量中的哪几个（ ）

A. 带电粒子的比荷 B. 带电粒子在磁场中运动的周期

C. 带电粒子在磁场中运动的半径 D. 带电粒子的初速度

10. 如图，在一水平放置的平板MN的上方有匀强磁场，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于纸面向里。许多质量为m带电量为+q的粒子，以相同的速率v沿位于纸面内的各个方向，由小孔O射入磁场区域. 不计重力，不计粒子间的相互影响。带电粒子可能经过的区域的面积是（ ）

A.
B.
C.
D.

二、填空题（本大题有4小题，共20分，其中11、12、13题各4分，14题8分）

11. 如图所示，半径为R的圆形线圈共有n匝，其中心位置处于半径为r的虚线范围内有匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面. 若磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为______.

12. 质量m＝0.1g的小物块，带有－5×10－4C的电荷，放在倾角为30°的绝缘光滑斜面上，整个斜面置于B＝0.5T的匀强磁场中，磁场方向如图所示，物块由静止开始下滑，滑到某一位置时，开始离开斜面（设斜面足够长. g取10m/s2）.则物块离开斜面时的速度为_____m/s，在斜面上滑行最大距离为______m.

13. 如图所示，质量为m＝50g的铜棒长 L=10cm，用长度均为L′的两根轻软导线水平地悬吊在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝
T，通电后，棒向纸外偏转的最大偏角
＝37°，此铜棒中电流强度的大小I＝_______A.（cos37°=0.8，g取10m/s2）

14. 用电流表和电压表测定电池的电动势E和内电阻r，所用的电路如图所示，一位同学测得的六组数据如下表中所示：

（1）试根据这些数据在下图中作出U－I图线。

（2）根据图线得出电池的电动势E＝__________V，电池的内阻r=_____________。

（3）若不作出图线，只选用其中两组U和I数据，可利用公式E＝U1+I1r和E＝U2+I2r算出E和r，这样做可能得出误差很大的结果，选用第________组和第________组的数据，求得E和r误差最大。

三、计算题（本大题共5小题，共50分）

15.（8分）如图所示，在y<0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xy平面并指向纸面外，磁感应强度为B. 一带正电的粒子以速度v0从O点射入磁场，入射方向在xy平面内. 与x轴正向的夹角为
. 若粒子射出磁场的位置与O点的距离为L(重力不计)，求：

（1）粒子在磁场做圆周运动轨迹半径R；

（2）粒子的电荷量和质量之比
。

16. （8分）如图所示，通电直导体棒ab质量为m=0.6kg，水平地放在宽为L＝1m，倾角为
＝60°光滑的两平行直轨上，已知电源电动势为E＝1.5V,直导体棒电阻为R＝0.5,其余电阻不计，现加一竖直方向的匀强磁场，使导体棒ab静止在斜面上。（g取10m/s2）求：

(1)流过导体棒电流；

(2)磁感应强度大小和方向.

17. （10分）如图所示，两个宽度为d的有界磁场区域，磁感应强度都为B，方向如图所示，不考虑左右磁场相互影响且有理想边界。一带电质点质量为m、电量为+q，以一定的初速度从边界外侧垂直磁场方向射入磁场，入射方向与CD成
角。若带电质点经过两磁场区域后又以与初速度方向相同的速度出射。

求：（1）初速度的最小值；

（2）经过磁场区域的最长时间。（重力不计）

18. （12分）如图所示，在坐标系xOy的第一象限中存在沿y轴正方向的匀强电场，场强大小为E＝103N/c，在其他象限中存在匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里。A是y轴上的一点，它到坐标原点O的距离为h＝5cm；C是x轴上的一点，到O的距离为L＝10cm。一比荷q/m＝106c/kg的带负电的粒子以某一初速度沿x轴方向从A点进入电场区域，继而通过C点进入磁场区域，并再次通过A点，此时速度方向与y轴正方向成锐角。不计重力作用，试求：

（1）粒子经过C点时速度的大小和方向；

（2）粒子做圆周运动轨迹半径R；

（3）磁感应强度的大小B。

19.（12分）如图所示，在半径为R的绝缘圆筒内有匀强磁场，方向垂直纸面向里，圆筒正下方有小孔C与平行金属板M、N相通。两板间距离为d，两板与电动势为E的电源连接，一带电量为－q、质量为m的带电粒子（重力忽略不计），开始时静止于C点正下方紧靠N板的A点，经电场加速后从C点进入磁场，离子在筒内与筒壁碰撞4次（不含从C孔出来的一次）后又从C点射出。已知带电粒子与筒壁的碰撞无电荷量的损失，且碰撞后以原速率返回。求：

（1）粒子从C孔射入磁场速度；

（2）筒内磁场的磁感应强度大小；

（3）带电粒子从A点出发至重新回到A点射出所经历的时间。

南昌二中2013－2014学年度上学期第二次考试

物理答案

一、选择题

1A 2D 3C 4BD 5D 6AD 7A 8BC 9AB 10C

二、填空题

11.Br2 12.
，1.2 13. 5 14.①略 ②1.46 0.72 ③ 3.4

三、计算题

15. ①
②

16. ①3A ②坚直向上

17. ①
②

18. ①
与+x成45°斜向下

②
③ 0.08T

19．①

②

③

或