本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分.满分100分,时间90分钟.
第Ⅰ卷(选择题 共40分)
一、选择题(共10小题,每小题4分,共40分,在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项符合题目要求,有些小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)
1.在隧道工程以及矿山爆破作业中,部分未发爆的炸药残留在爆破孔内,很容易发生人身伤亡事故.为此,科学家制造了一种专门的磁性炸药,在磁性造过程中掺入了10%的磁性材料——钡铁氧体,然后放入磁化机磁化.磁性炸药一旦爆炸,即可安全消磁,而遇到不发爆的情况可用磁性探测器测出未发爆的炸药.已知掺入的钡铁氧体的消磁温度约为400℃,炸药的爆炸温度约2240~3100℃,一般炸药引爆温度最高为140℃左右.以上材料表明 ( )
A.磁性材料在低温下容易被磁化
B.磁性材料在高温下容易被磁化
C.磁性材料在低温下容易被消磁
D.磁性材料在高温下容易被消磁
2.一根电缆埋藏在一堵南北走向的墙里,在墙的西侧处,当放一指南针时,其指向刚好比原来旋转180°,由此可以断定,这根电缆中电流的方向为 ( )
A.可能是向北 B.可能是竖直向下
C.可能是向南 D.可能是竖直向上
3.如图所示,一个带负电荷的物体,从绝缘粗糙斜面顶端滑到斜面底端时的速度大小为v,若加上垂直于纸面向外的匀强磁场,则滑到底端时 ( )
A.v变大 B.v变小
C.v不变 D.不能确定
4.如图所示为电视机显像管的偏转线圈的示意图,圆心黑点O未通电流时电子发射出的电子由纸内直射向纸外,那么接通电源,给偏转线圈加上图示方向电流时,电子束应
( )
A.不偏转,仍打在O点
B.向左偏转
C.向上偏转
D.向下偏转
5.如图所示,连接两平行金属板的导线的一部分CD与一有电源回路的一部分GH平行且均在纸面内,金属板置于磁场中,磁场方向垂直于纸面向里,当一束等离子体射入两金属板之间时,CD段导线受到力F的作用。则 ( )
A.若等离子体从右方射入,F向左
B.若等离子体从右方射入,F向右
C.若等离子体从左方射入,F向左
D.若等离子体从左方射入,F向右
6.停在十层的电梯底板上放有两块相同的条形磁铁,磁铁的极性如图所示.开始时两块磁铁在电梯底板上处于静止状态 ( )
A.若电梯突然向下开动(磁铁与底板始终相互接触),并停在一层,最后两块磁铁可能已碰在一起
B.若电梯突然向下开动(磁铁与底板始终相互接触),并停在一层,最后两块磁铁一定仍在原来位置
C.若电梯突然向上开动,并停在二十层,最后两块磁铁可能已碰在一起
D.若电梯突然向上开动,并停在二十层,最后两块磁铁一定仍在原来位置
7.(新题快递)在雷雨天气时,空中有许多阴雨云都带有大量电荷,在一楼顶有一避雷针,其周围摆放一圈小磁针,当避雷针正上方的一块阴雨云对避雷针放电时,发现避雷针周围的小磁针的某一磁极呈顺时针排列(俯视),则该块阴雨云可能带 ( )
A.正电荷 B.负电荷
C.正负电荷共存 D.无法判断
8.我国第21次南极科考队在南极观看到了美丽的极光.极光是来自太阳的高能带电粒子流高速冲进高空稀薄大气层时,被地球磁场俘获,从而改变原有运动方向,向两极做螺旋运动,如图所示.这些高能粒子在运动过程中与大气分子或原子剧烈碰撞或摩擦从而激发大气分子或原子,使其发出各种颜色的光.地磁场的存在,使许多宇宙粒子不能达到地面而向人烟稀少的两极地区偏移,为地球生命的诞生和维持提供了天然的屏障.科学家发现并证实,向两极做螺旋运动的这些高能粒子的旋转半径是不断减小的,这主要与下列哪些因素有关
( )
①洛伦兹力对粒子做负功,使其动能减小
②空气阻力对粒子做负功,使其动能减小
③南北两极的磁感应强度增强
④太阳对粒子的引力做负功
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
9.(2009·常熟高二检测)如图所示,下端封闭、上端开口、内壁光滑的细玻璃管竖直放置,管底有一带电的小球.整个装置以水平向右的速度匀速运动,垂直于磁场方向进入方向水平的匀强磁场,由于外力作用,玻璃管在磁场中的速度保持不变,最终小球从上端开口飞出,小球的电荷量始终保持不变,则从玻璃管进入磁场到小球运动到上端开口的过程中
( )
A.洛伦兹力对小球做正功
B.洛伦兹力对小球不做功
C.小球运动轨迹是抛物线
D.小球运动轨迹是直线
10.长为L的水平极板间,有垂直纸面向里的匀强磁场,如图所示,磁感应强度为B,板间距离为L,板不带电.现在质量为m、电量为q的正电粒子(不计重力),从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场,欲使粒子不打在极板上,可采用的方法是
( )
A.使粒子的速度 v C.使粒子的速度 v>5BqL/4m D.使粒子的速度 BqL/4m 二、填空题(共4小题,每小题5分,共20分.把答案直接填在横线上) 11.一劲度系数为k的轻质弹簧,下端挂有一匝数为n的矩形线框abcd,bc边长为L,线框的下半部处在匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向与线框平面垂直,在图中垂直于纸面向里.线框中通以电流I,方向如图所示.开始时线框处于平衡状态.今磁场反向,磁感强度的大小为B,线框达到新的平衡.在此过程中线框位移的大小Δx=________,方向________. 12.如图所示,带负电的小球质量为m、电荷量为q,用绝缘细线悬挂着,小车在水平面上以速度v匀速向右运动,若在小车运动区域内加一竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场,则悬线将向________方向偏离竖直方向,偏角θ=________,悬线的拉力为________. 13.如图所示为电磁流量计示意图.直径为d的非磁性材料制成的圆形导管内,有可以导电的液体流动,磁感强度为B的匀强磁场垂直液体流动的方向而穿过一段圆形管道.若测得管壁内a、b两点间的电势差为U,则管中液体的流量Q=________m3/s. 14.如图所示,水平传送带以恒定速度5m/s沿图示方向运动,地面上PQ区间有垂直纸面向里的匀强磁场,B=1T,一质量为0.01kg的带正电0.05C的小物体从磁场左方某处无初速释放到传送带上,若物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.2,那么,欲使小物体能匀速通过磁场区域,它释放时离P的距离应为________m(g取10m/s2) 三、论述·计算题(共5小题,共40分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位) 15.(7分)(新题快递)如图所示,质量为0.05kg,长l=0.1m的铜棒,用长度也为l的两根轻软导线水平悬吊在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B=0.5T.不通电时,轻线在竖直方向,通入恒定电流后,棒向外偏转的最大角度θ=37°,求此棒中恒定电流多大?(不考虑棒摆动过程中产生的感应电流,g取10N/kg) 同学甲的解法如下:对铜棒受力分析如图所示: 当最大偏转角θ=37°时,棒受力平衡,有: FTcosθ=mg FTsinθ=F安=BIl 得I==A=7.5A 同学乙的解法如下: F安做功:WF=Fx1=BIlsin37°×lsin37°=BI(lsin37°)2 重力做功: WG=-mgx2=-mgl(1-cos37°) 由动能定理得:WF+WG=0 代入数据解得: I=A≈5.56A 请你对甲、乙两同学的解法作出评价:若你对两者都不支持,则给出你认为正确的解答. 16.(7分)一种称为“质量分析器”的装置如下图所示.A表示发射带电粒子的离子源,发射的离子在加速管中加速,获得一定速率后于C处进入圆形细弯管(四分之一圆弧),在磁场力作用下发生偏转,然后进入漂移管道D.若离子质量不同或电量不同或速度不同,在一定磁场中的偏转程度不同.如果给定偏转管道中心轴线的半径、磁场的磁感应强度、离子的电荷和速率,则只有一定质量的离子能从漂移管道D中引出.已知带有正电荷q=1.6×10-19C的一群质量不同的离子(重力不计),初速度可以认为是零,加速管B两端的加速电压为U=103V,垂直圆形细管所在平面的匀强磁场的磁感应强度为B=0.10T,圆形弯管中心轴线的半径R=0.2m.求能从D中引出的离子的质量是多少? 17.(8分)质量为m的金属滑块,电荷量+q,以某一初速度沿水平放置的绝缘板进入磁场空间,匀强磁场方向如图所示,匀强电场方向水平(且与地板平行),滑块与绝缘地板间的动摩擦因数为μ.已知滑块自A点沿绝缘板匀速直线运动,到B点与电路开关相碰,使形成电场的电路断开,电场立即消失,磁场依然存在.设碰撞时,滑块无电荷量损失,而动能变为碰前的1/4.滑块碰撞后,做匀速直线运动返回A点,往返总时间为T,AB长为L,求: (1)匀强电场场强大小及方向? (2)磁感应强度B=? (3)全过程摩擦力做的功? 18.(9分)(2009·宣城市高二检测)在平面直角坐标系xOy中,第Ⅰ象限存在沿y轴方向的匀强电场,第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场,经x轴上的N点与x轴正方向成θ=60°角射入磁场,最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场,如图所示.不计粒子重力,求: (1)M、N两点间的电势差UMN; (2)粒子在磁场中运动的轨道半径r; (3)粒子从M点运动到P点的总时间t. 19.(9分)如图所示,一个密度ρ=9g/cm3、横截面积S=10mm2的金属环,处于径向对称方向发散的水平无限大磁场中,环上各处的磁感应强度B=0.35T,若在环中通以顺时针方向(俯视)电流I=10A,并保持Δt=0.2s,试分析:环将做什么运动?向上运动的距离是多少?(不计空气阻力,g=10m/s2)下载本文