高中物理磁場綜合練習(xí)及答案
高中物理磁場綜合練習(xí)及答案
磁場相關(guān)的物理知識(shí)一直以來是學(xué)生在高中學(xué)習(xí)階段較難掌握的部分,同學(xué)們需要加強(qiáng)相關(guān)練習(xí),下面是學(xué)習(xí)啦小編給大家?guī)淼母咧形锢泶艌鼍C合練習(xí)及答案,希望對你有幫助。
高中物理磁場綜合練習(xí)及答案
一、選擇題(本題10小題,每小題5分,共50分)
1.一個(gè)質(zhì)子穿過某一空間而未發(fā)生偏轉(zhuǎn),則( )
A.可能存在電場和磁場,它們的方向與質(zhì)子運(yùn)動(dòng)方向相同
B.此空間可能有磁場,方向與質(zhì)子運(yùn)動(dòng)速度的方向平行
C.此空間可能只有磁場,方向與質(zhì)子運(yùn)動(dòng)速度的方向垂直
D.此空間可能有正交的電場和磁場,它們的方向均與質(zhì)子速度的方向垂直
答案 ABD
解析 帶正電的質(zhì)子穿過一空間未偏轉(zhuǎn),可能不受力,可能受力平衡,也可能受合外力方向與速度方向在同一直線上.
2. 兩個(gè)絕緣導(dǎo)體環(huán)AA′、BB′大小相同,環(huán)面垂直,環(huán)中通有相同大小的恒定電流,如圖1所示,則圓心O處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向?yàn)?AA′面水平,BB′面垂直紙面)
A.指向左上方
B.指向右下方
C.豎直向上
D.水平向右
答案 A
3.關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度B,下列說法中正確的是( )
A.磁場中某點(diǎn)B的大小,跟放在該點(diǎn)的試探電流元的情況有關(guān)
B.磁場中某點(diǎn)B的方向,跟該點(diǎn)處試探電流元所受磁場力的方向一致
C.在磁場中某點(diǎn)試探電流元不受磁場力作用時(shí),該點(diǎn)B值大小為零
D.在磁場中磁感線越密集的地方,B值越大
答案 D
解析 磁場中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度由磁場本身決定,與試探電流元無關(guān).而磁感線可以描述磁感應(yīng)強(qiáng)度,疏密程度表示大小.
4.關(guān)于帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng),不考慮其他場力(重力)作用,下列說法正確的是( )
A.可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)
B.可能做勻變速直線運(yùn)動(dòng)
C.可能做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)
D.只能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)
答案 A
解析 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的洛倫茲力跟速度方向與磁場方向的夾角有關(guān),當(dāng)速度方向與磁場方向平行時(shí),它不受洛倫茲力作用,又不受其他力作用,這時(shí)它將做勻速直線運(yùn)動(dòng),故A項(xiàng)正確.因洛倫茲力的方向始終與速度方向垂直,改變速度方向,因而同時(shí)也改變洛倫茲力的方向,故洛倫茲力是變力,粒子不可能做勻變速運(yùn)動(dòng),故B、C兩項(xiàng)錯(cuò)誤.只有當(dāng)速度方向與磁場方向垂直時(shí),帶電粒子才做勻速圓周運(yùn)動(dòng),故D項(xiàng)中“只能”是不對的.
5. 1930年勞倫斯制成了世界上第一臺(tái)回旋加速器,其原理如圖2所示.這臺(tái)加速器由兩個(gè)銅質(zhì)D形盒D1、D2構(gòu)成,其間留有空隙,下列說法正確的是( )
A.離子由加速器的中心附近進(jìn)入加速器
B.離子由加速器的邊緣進(jìn)入加速器
C.離子從磁場中獲得能量
D.離子從電場中獲得能量
答案 AD
解析 本題源于課本而又高于課本,既考查考生對回旋加速器的結(jié)構(gòu)及工作原理的掌握情況,又能綜合考查磁場和電場對帶電粒子的作用規(guī)律.由R=mvqB知,隨著被加速離子的速度增大,離子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑逐漸增大,所以離子必須由加速器中心附近進(jìn)入加速器,A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤;離子在電場中被加速,使動(dòng)能增加;在磁場中洛倫茲力不做功,離子做勻速圓周運(yùn)動(dòng),動(dòng)能不改變.磁場的作用是改變離子的速度方向,所以C項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確.
6. 如圖3所示,一個(gè)帶負(fù)電的油滴以水平向右的速度v進(jìn)入一個(gè)方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場B后,保持原速度做勻速直線運(yùn)動(dòng),如果使勻強(qiáng)磁場發(fā)生變化,則下列判斷中正確的是( )
A.磁場B減小,油滴動(dòng)能增加
B.磁場B增大,油滴機(jī)械能不變
C.使磁場方向反向,油滴動(dòng)能減小
D.使磁場方向反向后再減小,油滴重力勢能減小
答案 ABD
解析 帶負(fù)電的油滴在勻強(qiáng)磁場B中做勻速直線運(yùn)動(dòng),受堅(jiān)直向下的重力和豎直向上的洛倫茲力而平衡,當(dāng)B減小時(shí),由F=qvB可知洛倫茲力減小,重力大于洛倫茲力,重力做正功,故油滴動(dòng)能增加,A正確;B增大,洛倫茲力大于重力,重力做負(fù)功,而洛倫茲力不做功,故機(jī)械能不變,B正確;磁場反向,洛倫茲力豎直向下,重力做正功,動(dòng)能增加,重力勢能減小,故C錯(cuò),D正確.
7.如圖4所示為一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為+q的圓環(huán),可在水平放置的足夠長的粗糙細(xì)桿上滑動(dòng),細(xì)桿處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中(不計(jì)空氣阻力).現(xiàn)給圓環(huán)向右的初速度v0,在以后的運(yùn)動(dòng)過程中,圓環(huán)運(yùn)動(dòng)的速度—時(shí)間圖象可能是下圖中的( )
答案 AD
解析 由左手定則可知,圓環(huán)所受洛倫茲力豎直向上,如果恰好qv0B=mg,圓環(huán)與桿間無彈力,不受摩擦力,圓環(huán)將以v0做勻速直線運(yùn)動(dòng),故A正確;如果qv0Bmg,則a=μ(qvB-mg)m,隨著v的減小a也減小,直到qvB=mg,以后將以剩余的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng),故D正確,B、C錯(cuò)誤.
8. 如圖5所示,空間的某一區(qū)域內(nèi)存在著相互垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場,一個(gè)帶電粒子以某一初速度由A點(diǎn)進(jìn)入這個(gè)區(qū)域沿直線運(yùn)動(dòng),從C點(diǎn)離開區(qū)域;如果這個(gè)區(qū)域只有電場則粒子從B點(diǎn)離開場區(qū);如果這個(gè)區(qū)域只有磁場,則粒子從D點(diǎn)離開場區(qū);設(shè)粒子在上述3種情況下,從A到B點(diǎn),從A到C點(diǎn)和A到D點(diǎn)所用的時(shí)間分別是t1、t2和t3,比較t1、t2和t3的大小,則有(粒子重力忽略不計(jì))( )
A.t1=t2=t3 B.t2
C.t1=t2t2
答案 C
解析 只有電場時(shí),粒子做類平拋運(yùn)動(dòng),水平方向?yàn)閯蛩僦本€運(yùn)動(dòng),故t1=t2;只有磁場時(shí)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),速度大小不變,但沿AC方向的分速度越來越小,故t3>t2,綜上所述可知,選項(xiàng)C對.
9.如圖6所示,a、b是一對平行金屬板,分別接到直流電源兩極上,右邊有一擋板,正中間開有一小孔d,在較大空間范圍內(nèi)存在著勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直紙面向里,在a、b兩板間還存在著勻強(qiáng)電場E.從兩板左側(cè)中點(diǎn)c處射入一束正離子(不計(jì)重力),這些正離子都沿直線運(yùn)動(dòng)到右側(cè),從d孔射出后分成3束.則下列判斷正確的是( )
A.這三束正離子的速度一定不相同
B.這三束正離子的質(zhì)量一定不相同
C.這三束正離子的電荷量一定不相同
D.這三束正離子的比荷一定不相同
答案 D
解析 本題考查帶電粒子在電場、磁場中的運(yùn)動(dòng),速度選擇器的知識(shí).帶電粒子在金屬板中做直線運(yùn)動(dòng),qvB=Eq,v=EB,表明帶電粒子的速度一定相等,而電荷的帶電量、電性、質(zhì)量、比荷的關(guān)系均無法確定;在磁場中R=mvBq,帶電粒子運(yùn)動(dòng)半徑不同,所以比荷一定不同,D項(xiàng)正確.
10.如圖7所示,兩個(gè)半徑相同的半圓形軌道分別豎直放置在勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中.軌道兩端在同一高度上,軌道是光滑的,兩個(gè)相同的帶正電小球同時(shí)從兩軌道左端最高點(diǎn)由靜止釋放.M、N為軌道的最低點(diǎn),則下列說法正確的是( )
A.兩小球到達(dá)軌道最低點(diǎn)的速度vM
B.兩小球第一次到達(dá)軌道最低點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力FM
C.小球第一次到達(dá)M點(diǎn)的時(shí)間大于小球第一次到達(dá)N點(diǎn)的時(shí)間
D.在磁場中小球能到達(dá)軌道的另一端,在電場中小球不能到達(dá)軌道的另一端
答案 D