2022年高中物理上学期同步测试第十六章旧人教版

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2010—2011学年度上学期单元测试高二物理试题【原人教】 命题范围：第十六章全卷满分100分，用时90分钟第Ⅰ卷（共40分）一、选择题（本大题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）1．如图所示，在x轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场．一个不计重力的带电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成120°角，若粒子穿过y轴正半轴后在磁场中到x轴的最大距离为a，则该粒子的比荷和所带电荷的正负是 （ ）xyvOB A． eq \f(3v,2aB) ，正电荷 B． eq \f(v,2aB) ，正电荷 C． eq \f(3v,2aB) ，负电荷 D． eq \f(v,2aB) ，负电荷2．粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍，两粒子均带正电．让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动．已知磁场方向垂直纸面向里．以下四个图中，能正确表示两粒子运动轨迹的是 （ ） A． B． C． D．甲乙甲乙甲乙甲乙v3．三种粒子（均不计重力）：质子、氘核和粒子由静止开始在同一匀强电场中加速后，从同一位置沿水平方向射入图中虚线框内区域，虚线框内区域加有匀强电场或匀强磁场，以下对带电粒子进入框内区域后运动情况分析正确的是 （ ） A．区域内加竖直向下方向的匀强电场时，三种带电粒子均可分离 B．区域内加竖直向上方向的匀强电场时，三种带电粒子不能完全分离 C．区域内加垂直纸面向里的匀强磁场时，三种带电粒子均可以分离 D．区域内加垂直纸面向里的匀强磁场时，三种带电粒子不能完全分离4．在如图所示的匀强电场（场强为E）和匀强磁场（磁感应强BEⅠⅡ度为B）共存的场区，一电子沿垂直电场线和磁感线方向以速度v0射入场区，则 （ ） A．若v0＞E/B，电子沿轨迹Ⅰ运动，射出场区时，速度v＞v0 B．若v0＞E/B，电子沿轨迹Ⅱ运动，射出场区时，速度v＜v0 C．若v0＜E/B，电子沿轨迹Ⅰ运动，射出场区时，速度v＞v0 D．若v0＜E/B，电子沿轨迹Ⅱ运动，射出场区时，速度v＜v0O5．如图所示圆形区域内，有垂直于纸面方向的匀强磁场，一束质量和电荷量都相同的带电粒子，以不同的速率，沿着相同的方向，对准圆心O射入匀强磁场，又都从该磁场中射出，这些粒子在磁场中的运动时间有的较长，有的较短，若带电粒子在磁场中只受磁场力的作用，则在磁场中运动时间较长的带电粒子 （ ） A．速率一定越小 B．速率一定越小 C．在磁场中通过的路程越长 D．在磁场中的周期一定越大ab6．如图所示，一个带电粒子，在磁感应强度B=0．8 T的匀强磁场中运动，其速度方向与磁场方向垂直，从a到b所需时间为2×10-4 s，从b到a所需时间为1×10-3 s，已知a、b两点距离为0．3 m，粒子带电量为3×10-8 C，则该粒子的动量大小为 （ ） A．7．2×10-9 kg·m/s B．1．44×10-8 kg·m/s C．3．6×10-9 kg·m/s D．条件不足，无法确定7．如图所示，在真空中一个光滑的绝缘的水平面上，有直径相同的两个金属球A、C．质量mA=0．01 kg，mC=0．005 kg．静止在磁感应强度B=0．5 T的匀强磁场中的C球带正电，电量qC=1×10-2 C．在磁场外的不带电的A球以速度v0=20 m/s进入磁场中与C球发生正碰后，C球对水平面压力恰好为零，则碰后A球的速度为 （ ） A．10 m/s v0AC B．5 m/s C．15 m/s D．-20 m/sAO8．在光滑绝缘水平面上，一轻绳拉着一个带电小球绕竖直方向的轴O在匀强磁场中做逆时针方向的水平匀速圆周运动，磁场方向竖直向下，其俯视图如图所示，若小球运动到A点时，由于某种原因，绳子突然断开，关于小球在绳断开后可能的运动情况，以下说法错误的是 （ ） A．小球仍做逆时针匀速圆周运动，半径不变 B．小球仍做逆时针匀速圆周运动，但半径减小 C．小球做顺时针匀速圆周运动，半径不变 D．小球做顺时针匀速圆周运动，半径减小 9．如图所示，PQ是匀强磁场中的一片薄金属片，其平面与磁场方向平行，一个带电粒子从某点以与PQ垂直的速度v射出，动能是E，射出后带电粒子的运动轨迹如图所示．今测得它在金属片两边的轨迹半径之比为10∶9，若在穿越板的过程中粒子受到的阻力大小及电量恒定，则 （ ）QPB A．带电粒子一定带正电 B．带电粒子每穿过一次金属片，速度减小了 C．带电粒子每穿过一次金属片，动能减少了0．19E D．带电粒子穿过5次后陷在金属片里dabcBEv010．如图所示，在长方形abcd区域内有正交的电磁场，ab=bc/2=L，一带电粒子从ad的中点垂直于电场和磁场方向射入，恰沿直线从bc边的中点P射出，若撤去磁场，则粒子从C点射出；若撤去电场，则粒子将（重力不计） （ ） A．从b点射出 B．从b、P间某点射出 C．从a点射出 D．从a、b间某点射出第Ⅱ卷（共60分）二、本题共2题，共17分．将正确答案填在题中横线上或按要求作答．xyzO+阴极电子束狭缝荧光屏阳极11．（6分）图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 （ ） 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12．（11分）实验室里可以用图11-11甲所示的小罗盘估测条形磁铁磁场的磁感应强度．方法如图乙所示，调整罗盘，使小磁针静止时N极指向罗盘上的零刻度（即正北方向），将条形磁铁放在罗盘附近，使罗盘所在处条形磁铁的磁场方向处于东西方向上，此时罗盘上的小磁针将转过一定角度．若已知地磁场的水平分量Bx，为计算罗盘所在处条形磁铁磁场的磁感应强度B，则只需读出_________________________________________，磁感应强度的表达式为B＝_____________．甲乙NS北SNBBxθ1三、本题共3题，43分．解答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．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．13．（13分）匀强磁场分布在半径为R的圆内，磁感应强度为B，质量为m、电量为q的带电粒子由静止开始经加速电场加速后，沿着与直径CD平行且相距0．6R的直线从A点进入磁场，如图所示．若带电粒子在磁场中运动的时间是．求加速电场的加速电压．RACDBxyv0O 14．（14分）在xOy平面内有许多电子（质量为m，电荷量为e）从坐标原点O不断以相同大小的速度v0沿不同的方向射入第一象限，如图所示．现加上一个垂直于xOy平面的磁感应强度为B的匀强磁场，要求这些电子穿过该磁场后都能平行于x轴向x轴正方向运动，试求出符合条件的磁场的最小面积．15．（16分）质量为m，带电量为q的液滴以速度v沿与水平成45角斜向上进入正交的匀强电场和匀强磁场叠加区域，电场强度方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里，如图所示．液滴带正电荷，在重力、电场力及磁场力共同作用下在场区做匀速直线运动．试求： （1）电场强度E和磁感应强度B各多大？ （2）当液滴运动到某一点A时，电场方向突然变为竖直向上，大小不改变，不考虑因电场变化而产生的磁场的影响，此时液滴加速度多少？说明此后液滴的运动情况．BEAv参考答案一、选择题1．C 粒子能穿过y轴到达x轴，据左手定则知其必带负电．粒子到x轴的最大距离为R（1+sin30°）=a，R=2a/3，根据可得比荷等于 eq \f(3v,2aB) ．2．A 两个粒子在磁场中都做逆时针的圆周运动，根据半径公式可知选项A正确．3．BD 加匀强磁场，粒子半径，质子可以被分离，氘核和粒子不能分离；加电场时侧移只与电荷量有关，故质子和氘核不能分离。4．BC 当电场力大于洛伦兹力时，电场力做正功，速度增大，反之速度减小。5．AB 运动时间与速度偏向角成正比，而粒子速度越小，速度偏向角越大，运动时间越长；6．A 由粒子通过ab的时间之比可知粒子圆周运动优弧和劣弧对应的圆心角之比为1：2，故可得圆心分别为120°和240°，结合ab的弦长可得半径进而可得粒子动量。7．A 由C对地的压力为零可知C球速度，由动量守恒定律可得碰后A的速度。8．B 绳子断开后，若小球仍做逆时针匀速圆周运动，小球所受向心力可能减小，也可能不变，但不能不可能增大，所以B错；若小球做顺时针匀速运动则向心力可能增大，可能减小，也可能不变。9．ACD 由粒子运动的运动方向可知粒子带正电，由半径比可知速度变化及能量变化。10．C 由粒子作直线运动可知qvB＝qE；撤去磁场粒子从C点射出可知qE＝ma ，at＝2v0，，v0t＝L，所以撤除电场后粒子运动的半径。二、实验题11．B 当加一沿y轴正方向的磁场时，电子会受到沿z轴的洛仑兹力而向下偏转；如果加的是电场，其方向必须有向上（+z轴方向）的分量．12．罗盘上小磁针N极的偏转角θ，Bxtanθ．三、计算题13．由 ，得 ， T＝2πｍ/Bq，t＝πｍ/2qＢ＝1/4T粒子从A点进入磁场，从E点射出，如图答图11－1所示，O为磁场圆的圆心设∠AOC＝θ，sinθ＝0．6，粒子做圆周运动的圆心是O′，则半径为O′A＝r，O′A⊥CD，∠COO′＝45°．R/sin45°＝r/sin（45°＋θ）．r＝R（sinθ＋cosθ）＝1．4R． qU＝mv2/2＝p2/2m，U＝p2/2mq＝0．98qB2R2/m． x y vn O On R R b P（x，y） a 14．所有电子在所求的匀强磁场中均做匀速圆周运动，由，得半径为． 设与x轴成α角入射的电子从坐标为（x，y）的 P点射出磁场，则有x2+（R–y）2=R2 ① ①式即为电子离开磁场的边界b， 当α=90°时，电子的运动轨迹为磁场的上边界a， 其表达式为（R–x）2+y2=R2 ② 由①②式所确定的面积就是磁场的最小范围， 如图答图11-2所示，其面积为 15．（1）（2）电场方向改为竖直向上， ，则液滴所受合力即洛仑兹力为，液滴做匀速圆周运动，半径周期