本試卷分第Ι卷（選擇題）和第Ⅱ（非選擇題）兩部分。滿分：100分；考試時間：75分鐘
注意事項：
1．答題前，考生先將自己的姓名．班級．座號．準(zhǔn)考證號填寫在答題卡上。
2．答選擇題時，必須使用2B鉛筆填涂；答非選擇題時，必須使用0.5毫米的黑色簽字筆書寫；必須在題號對應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫無效；保持答卷清潔．完整。
3．考試結(jié)束后，將答題卡交回（試題卷自己保存，以備評講）。
第I卷（選擇題，共43分）
單項選擇題：（本題共7小題，每小題4分，共28分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求）
1．安培對物質(zhì)具有磁性的解釋可以用如圖所示的情景來表示，那么（ ）
A．甲圖代表了被磁化的鐵棒的內(nèi)部情況
B．乙圖代表了被磁化的鐵棒的內(nèi)部情況
C．磁體在常溫環(huán)境與高溫環(huán)境下磁性強(qiáng)弱相同
D．磁體在高溫環(huán)境下磁性會加強(qiáng)
2．如圖所示，兩根長直導(dǎo)線a、b垂直放置，彼此絕緣，分別通有大小相同電流。固定的剛性正方形線圈MNPQ通有電流I，MN到a的距離與MQ到b的距離相等，線圈與導(dǎo)線位于同一平面內(nèi)。已知通電長直導(dǎo)線在其周圍某點(diǎn)所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，與該點(diǎn)到長直導(dǎo)線的距離成反比；線圈所受安培力的大小為F。若移走導(dǎo)線a，則此時線圈所受的安培力大小為（ ）
A．，方向向左B．，方向向右C．，方向向左D．，方向向右
3．為研究一些微觀帶電粒子的成分，通常先利用加速電場將帶電粒子加速，然后使帶電粒子進(jìn)入位于勻強(qiáng)磁場中的云室內(nèi)。若某帶電粒子的運(yùn)動方向與磁場方向垂直，其運(yùn)動軌跡如圖所示，已知此帶電粒子在運(yùn)動過程中質(zhì)量和電荷量保持不變，但動能逐漸減少，不計重力，下列說法中正確的是（ ）
A．粒子從a到b，帶正電
B．粒子從b到a，帶正電
C．粒子從b到a，帶負(fù)電
D．粒子運(yùn)動過程中洛倫茲力對它做負(fù)功
4．如圖所示，處放置三根長為，電流大小均為的直線電流，在空間構(gòu)成直角三角形，，其中處電流的方向均垂直于紙面向外，處電流的方向垂直于紙面向里。處電流在處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為，已知電流產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度與距離成反比。處導(dǎo)線位于水平面上且處于靜止?fàn)顟B(tài)，則處導(dǎo)線受到的靜摩擦力大小為（ ）
A．B．C．D．
5．兩個質(zhì)量相同、所帶電荷量相等的帶電粒子a、b，以不同的速率對準(zhǔn)圓心O沿著AO方向射入垂直紙面向里的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，其運(yùn)動軌跡如圖，不計粒子的重力，則下列說法正確的是（ ）
A．a(chǎn)粒子帶正電，b粒子帶負(fù)電B．b粒子動能較大
C．a(chǎn)粒子在磁場中所受洛倫茲力較大D．b粒子在磁場中運(yùn)動時間較長
6．如圖甲所示，一帶電物塊無初速度地放上與水平面成角的傳送帶底端，傳送帶以恒定大小的速率沿順時針方向傳動，該裝置處于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，物塊由傳送帶底端E運(yùn)動至頂端F的過程中，其圖像如圖乙所示，物塊全程運(yùn)動的時間為，關(guān)于帶電物塊及該運(yùn)動過程的說法中正確的是（ ）
A．該物塊帶負(fù)電
B．傳送帶的傳動速度大小一定為
C．物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)可能等于
D．在內(nèi)，物塊與傳送帶可能有相對運(yùn)動
7．如圖所示，有一個正方形的勻強(qiáng)磁場區(qū)域abcd，e是ad的中點(diǎn)，f是cd的中點(diǎn)，如果在a點(diǎn)沿對角線方向以速度v射入一帶負(fù)電的帶電粒子，恰好從e點(diǎn)射出，不計粒子重力，則（ ）
A．只改變粒子的速度使其分別從e、d、f點(diǎn)射出時，從f點(diǎn)射出所用時間最長
B．只把磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼娜种?，粒子將從d點(diǎn)射出
C．只把粒子的速度增大為原來的三倍，粒子將從f點(diǎn)射出
D．只把粒子的速度增大為原來的三倍，粒子出射時的速度偏轉(zhuǎn)角大于
二、多項選擇題（本題共3小題，每小題5分，共15分．在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求．全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分）
8．甲、乙、丙、丁四幅圖分別是回旋加速器、磁流體發(fā)電機(jī)、速度選擇器、質(zhì)譜儀的結(jié)構(gòu)示意圖，下列說法中正確的是（ ）
A．圖甲中增大兩盒間電勢差可增大出射粒子的最大動能
B．圖乙中可以判斷出通過R的電流方向為從b到a
C．圖丙中粒子沿直線PQ運(yùn)動的條件是
D．圖丁中在分析同位素時，軌跡半徑最小的粒子對應(yīng)質(zhì)量最大
9．如圖所示，場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場方向豎直向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直電場向外，帶電量為q的小球（視為質(zhì)點(diǎn)）獲得某一垂直磁場水平向右的初速度，正好做勻速圓周運(yùn)動，重力加速度為g，下列說法正確的是（ ）
A．小球必須帶正電
B．小球做勻速圓周運(yùn)動的周期為
C．小球的質(zhì)量為
D．若僅把電場的方向改成豎直向上，小球正好做勻速直線運(yùn)動，則其速度為
10．如圖所示的虛線為邊長為L的正三角形，在正三角形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場（圖中未畫出），d、e為ab、bc邊的中點(diǎn)。一重力不計的帶正電粒子（粒子的比荷為k），由d點(diǎn)垂直ab以初速度v0進(jìn)入磁場，從e點(diǎn)射出磁場，則（ ）
A．磁場的方向垂直紙面向外B．磁感應(yīng)強(qiáng)度大小
C．粒子在磁場中運(yùn)動的時間D．粒子在磁場中運(yùn)動的時間
第Ⅱ卷（非選擇題，共57分）
三、實驗題（本大題共2小題，共16分）
11．（6分）某同學(xué)為了探究磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向，設(shè)計了如圖所示的實驗：將一長為10cm，質(zhì)量為0.01kg的金屬棒ab用兩個完全相同的絕緣彈簧水平地懸掛在垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場中（磁場未畫出），彈簧上端固定，將金屬棒用導(dǎo)線通過開關(guān)與一電動勢為12V的電池相連，電路總電阻為2Ω，不考慮導(dǎo)線的質(zhì)量，實驗的主要步驟如下：
(1)閉合開關(guān)前，金屬棒靜止時，用刻度尺測得兩彈簧的伸長量均為0.50cm，重力加速度取g=10m/s2，則其中一根彈簧的勁度系數(shù)為 N/m；
(2)閉合開關(guān)，系統(tǒng)重新平衡后，兩彈簧的伸長量均增加了0.30cm，則該磁場的方向為 ，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為 T。
12．（10分）“用霍爾元件測量磁場”的實驗中，把載流子為帶負(fù)電的電子e的霍爾元件接入電路如圖，電流為I，方向向左，長方體霍爾元件長寬高分別為、、，處于豎直向上的恒定勻強(qiáng)磁場中。
（1）前后極板M、N，電勢較高的是 。（選填“M板”或“N板”）
（2）某同學(xué)在實驗時，改變電流的大小，記錄了不同電流下對應(yīng)的值，如下表
請根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)圖中畫出圖像 。已知該霍爾元件單位體積中自由載流子個數(shù)為，一個載流子的電量為。則根據(jù)圖像，可算出磁場B= T。（保留兩位有效數(shù)字）
（3）若保持流過該元件的電流不變，將該元件前后極板M、N間的電壓進(jìn)行線性放大顯示，用它做成的磁傳感器的示數(shù)跟被測磁感應(yīng)強(qiáng)度 （選填“有”、“無”）線性關(guān)系。
四、解答題（本大題共3小題，共41分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案不能得分。有數(shù)據(jù)計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）
13．(10分)如圖所示，水平面上有電阻不計的U形導(dǎo)軌NMPQ，兩平行金屬導(dǎo)軌間距，M和P之間接入電動勢為、的電源，現(xiàn)垂直于導(dǎo)軌擱一根質(zhì)量、電阻的金屬棒ab，并加一個范圍較大的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為，方向與水平面夾角為，且指向右斜上方，金屬棒剛好能靜止。（g取10m/s2，，），求：
（1）導(dǎo)體棒靜止時ab中電流及導(dǎo)體棒ab所受安培力大?。?br>（2）摩擦力大小為多少；
（3）若B的大小和方向均能改變，則要使ab棒所受支持力為零，B的大小至少為多少。
14.（14分）如圖，速度選擇器上下板間電壓大小為U、距離為d，板間存在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為。一質(zhì)量為m、電荷量為q的正粒子水平穿過速度選擇器并從右側(cè)小孔沿著圓心O的方向射入環(huán)形勻強(qiáng)磁場。已知環(huán)形勻強(qiáng)磁場內(nèi)徑為d，外徑為，忽略粒子重力。
（1）求粒子射入環(huán)形磁場的速率v；
（2）若粒子恰好不能進(jìn)入小圓區(qū)域，求環(huán)形磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。?br>（3）在第（2）問的條件下，求粒子通過環(huán)形磁場所用的時間。
15．(17分)如圖，坐標(biāo)系第一象限內(nèi)的矩形區(qū)域中存在沿軸負(fù)方向、電場強(qiáng)度大小為的勻強(qiáng)電場，第二象限內(nèi)存在垂直于平面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的勻強(qiáng)磁場和與第一象限內(nèi)的矩形區(qū)域中電場強(qiáng)度大小相同、方向相反的勻強(qiáng)電場，第三、四象限內(nèi)存在垂直于平面向外的勻強(qiáng)磁場。時刻將一質(zhì)量為、電荷量為的帶正電粒子從第二象限的點(diǎn)由靜止釋放，粒子第二次經(jīng)過距軸距離最遠(yuǎn)的位置時恰好由圖中點(diǎn)射入矩形電場區(qū)域，一段時間后，粒子由第三象限經(jīng)坐標(biāo)原點(diǎn)射入第一象限。已知為矩形的頂點(diǎn)，其坐標(biāo)為，矩形區(qū)域沿軸方向的長度為，沿軸方向的長度為沿軸方向的長度的倍，忽略粒子的重力。求：
(1)粒子在點(diǎn)速度的大小；
(2)點(diǎn)的坐標(biāo)；
(3)第三、四象限內(nèi)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小。
1.3
2.2
3.0
3.7
4.4
10.2
17.3
23.6
29.1
34.6

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