1、滚动测试卷四(第一十二章)(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第15题只有一项符合题目要求,第68题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.(2020浙江7月选考)国际单位制中电荷量的单位符号是C,如果用国际单位制基本单位的符号来表示,正确的是()A.FVB.AsC.J/VD.Nm/V答案:B解析:根据q=It可知,电流I的单位是A,时间t的单位是s,故用国际单位制的基本单位表示电荷量的单位为As,故B正确,A、C、D错误。2.如图所示,拉格朗日点L1位于地球和月球连线上,处在该点的物体
2、在地球和月球引力的共同作用下,可与月球一起以相同的周期绕地球运动。据此,科学家设想在拉格朗日点L1处建立空间站,使其与月球同周期绕地球运动。以a1、a2分别表示该空间站和月球向心加速度的大小,a3表示地球同步卫星向心加速度的大小。以下判断正确的是()A.a2a3a1B.a2a1a3C.a3a1a2D.a3a2a1答案:D解析:因空间站建在拉格朗日点,所以月球与空间站绕地球转动的周期相同,空间站半径小,由a=2r得a1a2,月球与同步卫星都是由地球的万有引力提供向心力做圆周运动,而同步卫星的半径小,由a=GMr2得a2a2a1,选项D正确。3.1966年,在地球的上空完成了用动力学方法测质量的实
3、验。实验时,用双子星号宇宙飞船去接触正在轨道上运行的火箭组(后者的发动机已熄火),接触以后,开动“双子星号”飞船的推进器,使飞船和火箭组共同加速。推进器的平均推力F=895 N,推进器开动时间t=7 s。测出飞船和火箭组的速度变化v=0.91 m/s。已知双子星号飞船的质量m1=3 400 kg。由以上实验数据可测出火箭组的质量m2为()A.3 400 kgB.3 485 kgC.6 265 kgD.6 885 kg答案:B解析:根据动量定理得Ft=(m1+m2)v,代入数据解得m23485kg,B选项正确。4.(2020山东青岛十七中零模)某静电场的电场线与x轴平行,x轴上各点的电势情况如图
4、所示。若将一带电粒子从坐标原点O由静止释放,该粒子仅在静电力的作用下,沿着x轴正方向运动。已知电场中M、N两点的x坐标分别为5 mm、15 mm,则下列说法正确的是()A.在x轴上M、N两点间的电场方向先沿x轴正方向后沿x轴负方向B.该带电粒子一定带负电荷C.在x=10 mm的位置,电场强度大小为1 000 V/mD.该粒子沿x轴从M点运动到N点的过程中,电势能一直增大答案:C解析:由-x图像知从M点到N点电势降低,根据沿着电场线方向电势降低可知在x轴上M、N两点间的电场方向沿x轴正方向,A错误。粒子受力方向和电场方向相同,故粒子带正电荷,B错误。在-x图像中,图线斜率表示电场强度的大小,电场
5、强度大小为E=Ud=x=101010-3V/m=1000V/m,C正确。粒子沿x轴从M点运动到N点的过程中,静电力一直做正功,电势能一直减小,D错误。5.如图甲所示,在水平面上固定一电阻为R、半径为r0的单匝金属线圈,线圈内有一半径为r(r0此后,管与小球将以加速度g减速上升h2,到达最高点。由运动学公式有h2=v22g设管第一次落地弹起后上升的最大高度为H1,则H1=h1+h2联立式可得H1=1325H。13.(12分)如图所示,在平面直角坐标系中,第三象限里有一加速电场,一个电荷量为q、质量为m的带正电粒子(不计重力),从静止开始经加速电场加速后,垂直于x轴从A(-4L,0)点进入第二象限
6、,在第二象限的区域内,存在着指向O点的均匀辐射状电场,距O点4L处的电场强度大小均为E=qLB0216m,粒子恰好能垂直于y轴从C(0,4L)点进入第一象限,如图所示,在第一象限中有两个全等的直角三角形区域和,均充满了方向垂直于纸面向外的匀强磁场,区域的磁感应强度大小为B0,区域的磁感应强度大小可调,D点坐标为(3L,4L),M点为CP的中点。粒子运动轨迹与磁场区域相切时认为粒子能再次进入磁场。从磁场区域进入第二象限的粒子可以被吸收掉。(1)求加速电场的电压U;(2)若粒子恰好不能从OC边射出,求区域磁感应强度大小;(3)若粒子能到达M点,求区域磁场的磁感应强度大小的所有可能值。答案:见解析解
7、析:(1)粒子在加速电场中加速,根据动能定理有:qU=12mv2粒子在第二象限辐射状电场中做半径为R的匀速圆周运动,则:qE=mv24L联立解得:v=qB0L2m,U=qL2B028m。(2)粒子在区域中运动的速度大小v=qB0L2m根据洛伦兹力提供粒子在磁场中做匀速圆周运动的向心力,有qB0v=mv2r,得半径r=mvqB0=L2若粒子在区域中的运动半径R较小,则粒子会从OC边射出磁场。恰好不从OC边射出时,作出对应的运动轨迹,如图所示。满足O2O1Q=2,sin2=2sincos=2425,又sin2=rR-r解得:R=4924r=4948L又R=mvqB,代入v=qB0L2m可得:B=24B049。(3)若粒子由区域达到M点每次前进CP2=2(R-r)cos=85(R-r)由周期性得:CM=nCP2(n=1,2,3,),即52L=85n(R-r)R=r+2516nL4948L,解得n3n=1时,R=3316L,B=833B0n=2时,R=4132L,B=1641B0,n=3时,R=4948L,B=2449B0若粒子由区域达到M点由周期性:CM=CP1+nCP2(n=0,1,2,3,)即52L=85R+85n(R-r)解得:R=52+45n85(1+n)L4948L解得:n2625,n=0时,R=2516L,B=825B0n=1时,R=3332L,B=1633B0。
