钦州市第六中学2022-2023学年高二下学期第三次测试物理试卷
（考试时间：90分钟；赋分：100分）
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一、单选题（每小题3分，共24分）
1．空间存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面，线段是屏与纸面的交线，长度为，其左侧有一粒子源S，可沿纸面内各个方向不断发射质量为m、电荷量为q、速率相同的粒子；，P为垂足，如图所示，已知，若上所有的点都能被粒子从其右侧直接打中，则粒子的速率至少为（ ）
A． B． C． D．
2．如图所示，一个圆柱体空间被过旋转轴的平面MNPQ划分成两个区域，两区域分布有磁感应强度大小相等、方向相反且与z轴平行的匀强磁场。一质子以某一速度从圆柱体左侧垂直Oyz平面进入磁场，并穿过两个磁场区域。质子重力忽略不计。下列关于质子运动轨迹在不同坐标平面的投影中，可能正确的是（ ）
A．B．C．D．
3．如图所示，一半径为R的半圆形光滑绝缘轨道竖直放置在磁感应强度大小为B、垂直纸面向外的匀强磁场中。轨道两端在同一高度上，M为轨道的最低点，一质量为m的带正电小球从轨道左端最高点由静止释放。若小球始终不脱离轨道，则下列说法正确的是（ ）
小球不能够到达轨道右端的最高点
B．小球第一次到达轨道最低点M的速度可能小于
C．小球第一次到达轨道最低点M时，对轨道的压力等于
D．小球再次到达轨道最低点M时，对轨道的压力可能小于
4．如下图，半径为R的圆心区域中充满了垂直于纸面向里，磁感应强度为B的匀强磁场，一不计重力的带电粒子从图中A点以速度垂直磁场射入，速度方向与半径方向成角，当该粒子离开磁场时，速度方向恰好改变了，下列说法正确的是（ ）
A．该粒子带正电 B．该粒子的比荷为
C．该粒子出磁场时速度方向的反向延长线通过O点
D．该粒子在磁场中的运动时间为
5．如图所示为电视显像管的原理示意图。显像管中有一个电子枪，工作时它能发射高速电子，撞击荧光屏就能发光，没有磁场时电子束打在荧光屏正中的O点，为使电子束偏转，由安装在管颈的偏转线圈产生偏转磁场。要使电子束（ ）
A．打在屏上A点，偏转磁场的方向应水平向右
B．打在屏上B点，偏转磁场的方向应垂直纸面向外
C．打在屏上的位置由A点逐渐向B点移动，磁场大小应先减小，再反向增大
D．打在屏上的位置由B点逐渐向A点移动，磁场大小应先增大，再反向减小
6．如图所示，半径为r=2l的圆形边界与正方形abcd边界之间的区域存在垂直纸面向里的匀强磁场（图中未画出），正方形的中心与圆形区域的圆心O重合，质量为m，带电荷量为q的粒子从P点以速度v沿PO方向射入磁场区域，O、b、P在同一条直线上，粒子恰好不进入正方形区域。则正方形abcd的边长和磁感应强度大小分别为（ ）
A．，B．，C．，D．，
7．如图所示，分界线上下两侧有垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度分别为和。一质量为，电荷量大小为的带电粒子（不计重力）从点出发以一定的初速度沿纸面垂直向上射出，经时间又回到出发点，形成了图示“心形”图案，则（ ）
A．粒子一定带正电B．上下两侧的磁场方向相反
C．上下两侧的磁感应强度的大小D．时间
8．如图所示，空间中分布有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，有一质量为M，电荷量为q（q>0）的粒子静止在O点。某时刻，该粒子炸裂成P、Q两部分，P粒子质量为、电荷量为，Q粒子质量为、电荷量为。不计粒子重力，则下列说法正确的是（ ）
A．P粒子与Q粒子半径之比B．P粒子与Q粒子半径之比
C．P粒子与Q粒子周期之比D．P粒子与Q粒子周期之比
二、多选题（每小题4分，共16分）
9．如图所示，匀强磁场的左右边界相互平行，两个带电荷量绝对值相同的粒子a和b先后从O点沿垂直于左边界方向射入磁场，射出磁场时，a粒子的速度方向与右边界夹角为30°，b粒子的速度方向与右边界夹角为60°，不计粒子的重力，下列判断正确的是（ ）
A．粒子a和b在磁场中运动的半径之比为
B．粒子a和b在磁场中运动的动量大小之比为
C．粒子a和b在磁场中运动的动能之比为
D．粒子a和b在磁场中运动的时间之比为
10．带有异种电荷的甲乙两个粒子以大小相同的速度从圆形磁场的直径AB两端点沿半径方向进入匀强磁场，都从C点离开磁场，已知磁场方向垂直纸面向里，，，则下列说法中正确的是（ ）
甲粒子带负电B．甲、乙的半径之比为
C．甲、乙的比荷之比为D．甲、乙运动时间比为
11．如图所示，在纸面内半径为的圆形区域中充满了垂直于纸面向里，磁感应强度大小为的匀强磁场。一点电荷从图中A点以速度垂直磁场射入，经磁场偏转后恰能从点射出且速度方向刚好改变了。已知为区域磁场的一条直径，不计电荷的重力，下列说法正确的是（ ）
A．该点电荷带负电 B．该点电荷在磁场中作圆周运动的半径为
C．该点电荷的比荷为 D．该点电荷在磁场中的运动时间为
12．如图所示，等腰梯形区域（包含边界）存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，边长，，一质量为m、电量为q的正电粒子从a点沿着ad方向射入磁场中，不计粒子的重力，为使粒子从边射出磁场区域，粒子的速度可能为（ ）
A． B． C． D．
三、实验题（除特别说明外，每小空1分，共16分）
13．近年来，我国全面打响了蓝天、碧水。净土三大保卫战，检测组在某化工厂的排污管末端安装了如图甲所示的流量计，用此装置测量污水（有大量的正、负离子）的电阻，测量管由绝缘材料制成，其直径为D，左右两端开口，匀强磁场的磁感应强度为B，方向竖直向下（未画出），在前后两个内侧面A、C上固定有竖直正对的金属板作为电极（未画出，电阻不计），金属板电极与开关S、电阻箱R和灵敏电流计连接，管道内始终充满污水，污水以恒定的速度v自左向右通过。
（1）由于图甲中的灵敏电流计G的内阻未知，利用图乙中的电路测量灵敏电流计G的内阻，实验过程包含以下步骤：
a、分别将和的阻值调至最大； b、合上开关；
c、调节，使G的指针偏转到满刻度，记下此时的示数； d、合上开关；
e、反复调节和的阻值，使的示数仍为，G的指针偏转到满刻度的三分之一处，此时的读数为。
则灵敏电流计内阻为___________。灵敏电流计内阻的测量值______（填“大于”“小于”或“等于”）的真实值。
（2）用游标卡尺测量测量管的直径D，如图丙所示，则________。
（3）图甲中与A极相连的是灵敏电流计的________（填“正”或“负”）接线柱。
（4）闭合图甲中的开关S，调节电阻箱的阻值，记下电阻箱接入电路的阻值R与相应灵敏电流计G的读数I，绘制图像，如图丁所示，则污水接入电路的电阻为____________。（用题中的字母a、B、c、v、D、表示）。
14．磁体和电流之间、磁体和运动电荷之间、电流和电流之间都可通过磁场而相互作用，此现象可通过以下实验证明：
（1）如图（a）所示，在重复奥斯特的电流磁效应实验时，为使实验方便效果明显，通电导线应______．此时从上向下看，小磁针的旋转方向是_________________（填顺时针或逆时针）．
A．平行于南北方向，位于小磁针上方B．平行于东西方向，位于小磁针上方
C．平行于东南方向，位于小磁针下方D．平行于西南方向，位于小磁针下方
（2）如图（b）所示是电子射线管示意图.接通电源后，电子射线由阴极沿x轴方向射出,在荧光屏上会看到一条亮线.要使荧光屏上的亮线向下（z轴负方向）偏转，在下列措施中可采用的是__________．（填选项代号）
A．加一磁场，磁场方向沿z轴负方向 B．加一磁场，磁场方向沿y轴正方向
C．加一电场，电场方向沿z轴负方向 D．加一电场，电场方向沿y轴正方向
（3）如图（c）所示，两条平行直导线，当通以相同方向的电流时，它们相互________（填排斥或吸引），当通以相反方向的电流时，它们相互___________（填排斥或吸引），这时每个电流都处在另一个电流的磁场里，因而受到磁场力的作用．也就是说，电流和电流之间，就像磁极和磁极之间一样，也会通过磁场发生相互作用.
15．在竖直平面内建立xOy坐标系，在坐标系的第Ⅰ象限的OyPO范围内存在如图所示正交的匀强电场和匀强磁场，PO平行于y轴；质量为m、带电荷量为q的微粒从第Ⅱ象限的a点沿xOy平面水平抛出，微粒进入电、磁场后做直线运动，并经过点；若将匀强电场方向改为竖直向上，微粒仍从a点以相同速度抛出，进入电、磁场后做圆周运动，且运动轨迹恰好与x轴和直线PQ相切。重力加速度为g。求：
（1）匀强磁场的磁感应强度B；
（2）当电场方向竖直向上时，微粒在复合场中运动的过程中电势能的变化量。
四、计算题（共44分）
16．如图，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，质量为m、电荷量为的带电粒子从圆周上的M点沿直径MON方向射入磁场。若粒子射入磁场时的速度大小为，离开磁场时速度方向偏转90°；若射入磁场时的速度大小为，离开磁场时速度方向偏转60°，不计重力，求：粒子两次进入磁场的速度与之比
17．如图所示，半径为R的圆形区域内存在磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直纸面向外，足够长的水平荧光屏PQ与圆形磁场区相切于P点。质量为m、电量为q的带正电的粒子从P点以速率沿与竖直方向夹角的方向射入磁场。粒子经磁场偏转后沿水平方向离开磁场。离开磁场的瞬间，在荧光屏上方施加竖直向下的匀强电场，电场区域足够宽，电场强度，不计粒子重力，已知R＝1.0m。求：
（1）粒子离开磁场时距离荧光屏的高度h；
（2）粒子打到荧光屏上的亮点距P点的距离s。（计算结果均保留两位有效数字）
18．如图所示，两足够长的平行边界MN、PQ区域内，有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B，两平行金属板E、F之间的电压为U，一质量为m、带电量为的粒子（不计重力），由E板中央处A点由静止释放，经F板上的小孔C射出后，垂直进入磁场，且进入磁场时与边界MN成60°角。求：
（1）粒子在磁场中做圆周运动的半径r；
（2）若粒子恰好不从边界PQ离开磁场，求两边界MN、PQ间的距离d；
19．我国目前采用托卡马克（如图甲所示）磁约束装置作为核反应“容器”，某实验室简化的模拟磁约束磁场如图乙所示，半径为R的足够长水平圆柱形区域内分布水平向右的匀强磁场Ⅰ，并已知磁感应强度为B；圆柱形磁场区域Ⅰ外侧分布有厚度为L的环形磁场Ⅱ，其磁感应强度大小处处相同，方向与B（磁场Ⅰ）垂直，其左视图与纵截面图分别如图丙、图丁所示。某时刻速度为v=的氘原子核（已知氘原子核质量为m，电荷量为q）从水平磁场Ⅰ最低点竖直向下射入磁场Ⅱ，氘原子核恰不能飞出磁场区域，忽略粒子重力和空气阻力，不考虑相对论效应。
（1）求环形磁场Ⅱ的磁感应强度大小；
（2）求该氘原子核从出发后到回到水平磁场Ⅰ最低点需要的时间。
参考答案：
1．C2．D3．D4．D5．C6．B7．C8．A9．AB10．AC11．AC12．BC
13． 等于 3.035 正 14． A 逆时针 B 吸引 排斥
15．（1）；（2）16．17．（1）；（2）
18．（1）；（2）19．（1）；（2）
