1、第九章综合测试卷一、单项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分)1在匀强磁场中有一用粗细均匀、相同材料制成的导体框abc，b为半圆弧的顶点磁场方向垂直于导体框平面向里，在ac两端接一直流电源，如图所示，则()A导体框abc所受安培力的合力为零B导体框abc所受安培力的合力垂直于ac向上C导体框abc所受安培力的合力垂直于ac向下D导体框abc的圆弧段所受安培力为零【答案】B【解析】由左手定则可知，导体框abc所受安培力的合力垂直于ac向上2如图所示，铜质导电板置于匀强磁场中，通电时铜板中电流方向向上，由于磁场的作用，则()A板左侧聚集较多电子，使b点电势高于a点电势B板左侧聚集较多电子，使
2、a点电势高于b点电势C板右侧聚集较多电子，使a点电势高于b点电势D板右侧聚集较多电子，使b点电势高于a点电势【答案】A【解析】铜板中形成电流的是电子，由左手定则可判断出电子受的洛伦兹力方向向左，电子将聚集到板的左侧，而右板将剩余正电荷，使b点电势高于a点电势，故A正确3某空间存在着如图所示的水平方向的匀强磁场，A、B两个物块叠放在一起，并置于光滑的绝缘水平地面上，物块A带正电，物块B为不带电的绝缘块水平恒力F作用在物块B上，使A、B一起由静止开始向左运动在A、B一起向左运动的过程中，以下关于A、B受力情况的说法中正确的是()AA对B的压力变小BA、B之间的摩擦力保持不变CA对B的摩擦力变大DB
3、对地面的压力保持不变【答案】B【解析】由牛顿第二定律：F(mAmB)a，a，A、B间摩擦力FfmAaF，保持不变，B正确，C错由左手定则可知，A受洛伦兹力向下，所以A对B、B对地面的压力均变大，A、D错故应选B.4(2011深圳模拟)如图所示是某粒子速度选择器的示意图，在一半径为R10 cm的圆柱形桶内有B104T的匀强磁场，方向平行于轴线，在圆柱形桶某一直径的两端开有小孔，作为入射孔和出射孔粒子束以不同角度入射，最后有不同速度的粒子束射出现有一粒子源发射比荷为21011 C/kg的阳离子，粒子束中速度分布连续，不计重力当角45时，出射粒子速度v的大小是()A.106 m/s B2106 m/
4、sC2108 m/s D4106 m/s【答案】B【解析】由题意，粒子从入射孔以45角射入匀强磁场，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动能够从出射孔射出的粒子刚好在磁场中运动周期，由几何关系知rR，又r，v2106 m/s.B项正确二、双项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分以下各小题四个选项中，只有两个选项符合题意若只选一个且正确的给3分，若选两个且都正确的给6分，但只要选错一个或不选，该小题就为0分)5右图是质谱仪的工作原理示意图带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E.平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2.平
5、板S下方有强度为B0的匀强磁场下列表述正确的是()A质谱仪是分析同位素的重要工具B速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里C能通过的狭缝P的带电粒子的速率等于E/BD粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的荷质比越小【答案】AC【解析】由加速电场可见粒子所受电场力向下，即粒子带正电，在速度选择器中，电场力水平向右，洛伦兹力水平向左，因此速度选择器中磁场方向垂直纸面向外，B错误；经过速度选择器时满足qEqvB，可知能通过狭缝P的带电粒子的速率等于E/B，带电粒子进入磁场做匀速圆周运动，则有Rmv/qB，可见当v相同时，R，所以可以用来区分同位素，且R越大，荷质比越小，故半径越小的粒子越靠近P，荷质比越
6、大，D错误6.回旋加速器是利用较低电压的高频电源使粒子经多次加速获得巨大速度的一种仪器，工作原理如右图，下列说法正确的是()A粒子在磁场中做匀速圆周运动B粒子由A0运动到A1比粒子由A2运动到A3所用时间少C粒子的轨道半径与它的速率成正比D粒子的运动周期和运动速率成正比【答案】AC【解析】理解回旋加速器的工作原理，在磁场中做匀速圆周运动，T，r，故A、C正确(粒子是通过加速电场才加速的)7.长为L的水平极板间，有垂直纸面向里的匀强磁场，如右图所示，磁感应强度为B，板间距离为L，板不带电，现有质量为m，电量为q的带正电粒子(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
7、打在极板上，可采用的办法是()A使粒子的速度v5BqL/4mC使粒子的速度vBqL/mD使粒子速度BqL/4mv5BqL/4m时粒子能从右边穿出粒子擦着上板从左边穿出时，圆心在O点，有r2L/4，又由r2mv2/BqL/4得v2BqL/4m.v2BqL/4m时粒子能从左边穿出综上可得正确答案是A、B.8如下 图所示，在沿水平方向向里的匀强磁场中，带电小球A与B处在同一条竖直线上，其中小球B带正电荷并被固定，小球A与一水平放置的光滑绝缘板C接触而处于静止状态若将绝缘板C沿水平方向抽去后，以下说法正确的是()A小球A仍可能处于静止状态B小球A将可能沿轨迹1运动C小球A将可能沿轨迹2运动D小球A将可
8、能沿轨迹3运动【答案】AB【解析】若小球A带正电，小球A受重力G、库仑斥力F和板对小球向下的弹力N.当撤走绝缘板C时，N0，若FG，小球A仍处于静止状态，A正确；若FG，则由左手定则可判断B正确；若小球A带负电，则由A的受力情况可知是不可能的，则C、D错误9.如右图所示，一带正电的粒子沿平行金属板中央直线以速度v0射入互相垂直的匀强电场和匀强磁场区域，粒子质量为m，带电量为q，磁场的磁感应强度为B，电场强度为E，粒子从P点离开电磁场区域时速度为v，P与中央直线相距为d，则下列说法正确的是()A粒子在运动过程中所受磁场力可能比所受电场力小B粒子沿电场方向的加速度大小始终是C粒子的运动轨迹是抛物线
9、D粒子达到P的速度大小v【答案】AD【解析】由题意知，带正电的粒子从中央线的上方离开混合场，说明在进入电磁场时，竖直向上的洛伦兹力大于竖直向下的电场力在运动过程中，由于电场力做负功，洛伦兹力不做功，所以粒子的动能减小，从而使所受到的磁场力可能比所受电场力小，选项A正确又在运动过程中，洛伦兹力的方向不断发生改变，其加速度大小是变化的，运动轨迹是复杂的曲线而并非简单的抛物线，所以选项B、C错误由动能定理得：Eqdmv2mv，故选项D正确，综合来看，选项A、D正确三、非选择题(本题共3小题，共54分按题目要求作答解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的
10、题，答案中必须明确写出数值和单位)10(16分)如图所示，水平放置的光滑的金属导轨M、N，平行地置于匀强磁场中，间距为d，磁场的磁感应强度大小为B，方向与导轨平面夹角为，金属棒ab的质量为m，放在导轨上且与导轨垂直电源电动势为E，定值电阻为R，其余部分电阻不计则当电键S闭合的瞬间，棒ab的加速度为多大？【解析】金属棒ab受力情况如下图所示(截面图)安培力FBIL流过金属棒ab的电流强度IE/R由牛顿第二定律得：Fsin ma由式解得：a.11(16分)如下图所示，一质量为m，电荷量为q的带正电的小球以水平初速度v0从离地高为h的地方做平抛运动，落地点为N，设不计空气阻力，求：(1)若在空间加一
11、个竖直方向的匀强电场，使小球沿水平方向做匀速直线运动，则场强E为多大？(2)若在空间再加上一个垂直纸面向外的匀强磁场，小球的落地点仍为N，则磁感应强度B为多大？【解析】(1)由于小球受电场力和重力且做匀速直线运动，故qEmg，所以E.(2)再加上匀强磁场后，由于重力与电场力平衡，故小球在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，R.由几何关系得：R2x2(Rh)2，其中xv0tv0.由以上几式解得：B.12(22分)(2010广州模拟)一带正电q、质量为m的离子，t0时从A点进入正交的电场和磁场并存的区域做周期性运动，下图甲为其运动轨迹，图中弧AD和弧BC为半圆弧，半径均为R；AB、CD为直线段，长均为R
12、；已知电场强度方向不变(如图甲所示)、大小随时间作周期性变化；磁感应强度大小不变恒为B0，方向垂直纸面随时间作周期性变化(1)计算离子转一圈的时间(2)指出离子运动一圈时间内电场和磁场的变化情况(3)以图甲所示的E的方向为电场强度的正方向、向里为磁感应强度的正方向，分别在乙图和丙图中画出电场强度和磁感应强度在一个周期内随时间变化的图线，图中要标示出必要的值【解析】(1)设进入A点的离子的速度为v，在AB段离子做直线运动，可知FEFB，FEEq，FBB0qv，故v.在BC段，有FBB0qvm，所以v，得E.tBCtDATB，tABtCD.离子通过AB、BC、CD、DA各段的时间相等，离子运动一圈所用时间T.(2)离子通过AB、CD段时E，通过BC、DA段时E0；通过AB及BC段时B的方向垂直纸面向外，通过CD段时B方向垂直纸面向里，通过DA段B方向垂直纸面向外(3)图象如下图所示