1、章末过关检测(五)(时间：60分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共8小题，每小题5分，共40分.在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1.如图所示，一束离子沿水平方向平行飞过小磁针上方时，小磁针的S极向纸外偏转，这一离子束可能是()A向左飞行的正离子束或负离子束B向右飞行的正离子束或负离子束C向左飞行的正离子束D向右飞行的正离子束解析：选D向右飞行的正离子束形成的电流方向向右，根据安培定则可知，正离子束在下方产生的磁场方向向里，则N极转向里，S极转向外，因此可以是正离子束向右飞行，也可以负离子束向左飞行，A、B、C错误，D正确.2.如图所示，美国物理学家安德森在研究宇宙射线时，在
2、云雾室里观察到有一个粒子的径迹和电子的径迹弯曲程度相同，但弯曲方向相反，从而发现了正电子，获得了诺贝尔物理学奖.云雾室中磁场方向可能是()A垂直纸面向外B垂直纸面向里C沿纸面向上 D沿纸面向下解析：选B由图可知，向下运动的正电荷受到的洛伦兹力的方向向右，由左手定则可知，磁场的方向垂直于纸面向里.故选B3.如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd，在细长磁铁的N极附近竖直下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，从图中位置1经过位置2到位置3，位置1、3都很靠近2，在这个过程中，下列对穿过线圈磁通量的说法中正确的是()A穿过线圈的磁通量越来越大B穿过线圈的磁通量越来越小C在位置2穿过线圈的磁通量最
3、小D在位置2穿过线圈的磁通量最大解析：选C因为在位置2线圈与磁感线平行，没有磁感线穿过，故穿过线圈的磁通量最小，等于零，C对，D错；由于位置1、3都很靠近2，故从位置1到位置3穿过线圈的磁通量先变小再变大，A、B错.4.如图所示，为演示电流对磁极作用力的实验，图中所示的小磁针跟它上方的导线平行.当闭合开关时可观察到的现象是()A小磁针N极垂直纸面向里偏转B小磁针N极垂直纸面向外偏转C小磁针N极向上偏转D小磁针N极向下偏转解析：选A根据安培定则，导线下方的磁场方向是垂直纸面向里的，所以小磁针N极垂直纸面向里偏转，选项A正确.5.弹簧测力计下挂一条形磁铁，其中条形磁铁N极一端位于未通电的螺线管正上
4、方，如图所示，下列说法正确的是()A若将a接电源正极，b接电源负极，弹簧测力计示数将不变B若将a接电源正极，b接电源负极，弹簧测力计示数将增大C若将b接电源正极，a接电源负极，弹簧测力计示数将减小D若将b接电源正极，a接电源负极，弹簧测力计示数将增大解析：选D通电后的螺线管可等效为一个条形磁铁.若将a接电源正极，b接电源负极，由安培定则可判断，螺线管上端为N极，根据同名磁极相斥，弹簧测力计下挂的条形磁铁受到向上的斥力，弹簧测力计的示数将减小，A、B错；同理可判断C错D对.6.一不计重力的带电粒子垂直射入自左向右逐渐增强的磁场中，由于周围气体的阻碍作用，其运动轨迹恰为一段圆弧，则从图中可以判断(
5、)A粒子从A点射入，速率逐渐减小B粒子从A点射入，速率逐渐增大C粒子从B点射入，速率逐渐减小D粒子从B点射入，速率逐渐增大解析：选A由于周围气体的阻碍作用，带电粒子的速度逐渐减小，而其运动轨迹仍为一段圆弧，即半径的大小不变，由公式r可知带电粒子从磁场强的地方运动到磁场弱的地方，故选A7.如图所示，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2，且I1I2；a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点，且a、b、c与两导线共面；b点在两导线之间，b、d的连线与导线所在平面垂直.磁感应强度可能为零的点是()Aa点 Bb点Cc点 Dd点解析：选C由于I1I2，且a点离I1近，所以I1比I2
6、在a点产生的磁场强，虽然I1、I2在a点形成的磁场方向相反，但合场强不可能为零；根据安培定则，I1、I2在b点形成的磁场方向相同，磁感应强度不可能为零；I1、I2在c点处形成的磁场方向相反，I1I2，但I2离c更近，二者在c处形成的磁感应强度大小相等时，合磁场的磁感应强度可能为零；I1、I2在d处形成磁场有一夹角，合磁场磁感应强度不可能为零.综上所述只有选项C正确，A、B、D均错误.8.半径为r的圆形空间内，存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子(不计重力)从A点以速度v0垂直磁场方向射入磁场中，并从B点射出，AOB120，如图所示，则该带电粒子在磁场中运动的时间为()A2/(3v0)
7、B2r/(3v0)Cr/(3v0) Dr/(3v0)解析：选D从所对圆心角60知tT，但题中已知条件不够，没有此项选择，只有另想办法找规律表示t.由匀速圆周运动得t，又Rr，得Rrr，则t.二、多项选择题(本题共3小题，每小题5分，共15分.在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分)9.电磁轨道炮工作原理如图所示.待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触.电流I从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回.轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道的磁场(可视为匀强磁场)，磁感应强度的大小与I成正比.通电的弹体在轨道上
8、受到安培力的作用而高速射出.现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的办法是()A只将轨道长度L变为原来的2倍B只将电流I增加至原来的2倍C只将弹体质量减至原来的一半D将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，其他量不变解析：选BD由题意可知BkI，FBIdkI2D由动能定理可得FLmv，v0，v0，v0I，要使v0加倍，则B、D正确，A、C错误.10.设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示，已知一粒子在电场力和洛伦兹力的作用下，从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零，C点是运动的最低点，忽略重力，以下说法正确的是()A粒子必带负电荷B
9、A点和B点位于同一高度C粒子在C点时速度最大D粒子到达B点后，将沿原曲线返回A点解析：选BC粒子由A至C洛伦兹力不做功，电场力做正功，故粒子带正电，A错误，又不计重力，由动能定理可知B、C正确，粒子到达B点后向右继续重复的运动，如图所示，故D错误.11.如图所示，在平面直角坐标系中有一个垂直纸面向里的圆形匀强磁场，其边界过原点O和y轴上的点a(0，L).一质量为m、电荷量为e的电子从a点以初速度v0平行于x轴正方向射入磁场，并从x轴上的b点射出磁场，此时速度方向与x轴正方向的夹角为60.下列说法中正确的是()A电子在磁场中运动的时间为B电子在磁场中运动的时间为C磁场区域的圆心坐标为D电子在磁场
10、中做圆周运动的圆心坐标为(0，L)解析：选BD对于电子在磁场中的运动情况分析如图甲所示，在图甲中离开磁场的速度方向与x轴正向夹角为60，则弧ab所对应的圆心角为60，弦ab与x轴夹角为30，由几何关系得Ob长为L，且ab与x轴夹角为30，则OOL，D对；在图乙中，作弦Oa与弦Ob的垂直平分线，交点O为磁场区域的圆心，C错；电子在磁场中运动的半径r2L，周期T，则运动时间tT，B对.三、非选择题(本题共4小题，共45分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)12.(10分)把一根长为L10 cm的直导线垂直磁感
11、线方向放入如图所示的匀强磁场中.(1)当导线中通以I12 A的电流时，导线受到的安培力大小为1.0107 N，试求该磁场的磁感应强度的大小B(2)若该导线中通以I23 A的电流，试求此时导线所受安培力大小F，并判断安培力的方向.解析：(1)根据FBIL得B5107 T.(2)当导线中电流变化时，导线所在处的磁场不变，则FBI2L1.5107 N方向：根据左手定则，导线所受安培力方向垂直于导线向上.答案：(1)5107 T(2)1.5107 N方向垂直于导线向上13.(10分)在直径为d的圆形区域内存在着匀强磁场，磁感应强度为B，磁场方向垂直于圆面指向纸外.一电荷量为q、质量为m的带正电粒子，从
12、磁场区域的一条直径AC上的A点沿纸面射入磁场，其速度方向与AC成15角，如图所示.若此粒子在磁场区域运动过程中速度的方向一共改变了90，重力可忽略不计，求：(1)该粒子在磁场区域内运动所用的时间t；(2)该粒子射入时的速度大小v.解析：(1)粒子在匀强磁场中运动，有qvBm，运动周期T，得轨道半径r，周期T.粒子的速度方向改变了90，所用的时间t.(2)粒子的运动情况如图所示.AOD是等腰直角三角形，ADr，OAD45；在CAD中，CAD90OAD30，ADdcosCADdcos30，即rdcos30，解得半径rd，因此粒子射入时的速度大小v.答案：(1)(2)14.(10分)质谱仪是一种测定
13、带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所示.离子源S产生的各种不同正离子束(速度可看做为零)，经加速电场(加速电场极板间的距离为d、电势差为U)加速，然后垂直进入磁感应强度为B的有界匀强磁场中做匀速圆周运动，最后到达记录它的照相底片P上.设离子在P上的位置与入口处S1之间的距离为x.(1)求该离子的荷质比.(2)若离子源产生的是带电量为q、质量为m1和m2的同位素离子(m1m2)，它们分别到达照相底片上的p1、p2位置(图中末画出)，求p1、p2间的距离x.解析：(1)离子在电场中加速，由动能定理得：qUmv2离子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：qvBmx2r由式可得：
14、 .(2)由式可得粒子m1在磁场中的运动半径是r1，则：r1对离子m2，同理得： r2故照相底片上p1、p2间的距离：x2(r1r2)().答案：(1)(2)()15.(15分)如图所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内，在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度为B，方向垂直xOy平面向里，电场线平行于y轴.一质量为m、电荷量为q的带正电的小球，从y轴上的A点水平向右抛出，经x轴上M点进入电场和磁场，恰能做匀速圆周运动，从x轴上的N点第一次离开电场和磁场，MN之间的距离为L，小球过M点时的速度方向与x轴正方向夹角为.不计空气阻力，重力加速度为g，求：(1)电场强度E的大小和方向；
15、(2)小球从A点抛出时初速度v0的大小；(3)A点到x轴的高度h.解析：(1)小球在电场、磁场中恰能做匀速圆周运动，其所受电场力必须与重力平衡，有qEmg得：E重力的方向是竖直向下的，电场力的方向则应为竖直向上，由于小球带正电，所以电场强度方向竖直向上.(2)小球做匀速圆周运动，O为圆心，MN为弦长，MOP，如图所示.设半径为r，由几何关系知sin 小球做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，设小球做圆周运动的速率为v，有qvB由速度的合成与分解知cos 由式得v0cot (3)设小球到M点时的竖直分速度为vy，它与水平分速度的关系为vyv0tan 由匀变速直线运动规律得v2gh由式得h.答案：(1)竖直向上(2)cot (3)
