《单元评估检测(八) (2).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单元评估检测(八) (2).doc（14页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。单元评估检测(八)第八章（60分钟 100分）一、选择题(本题共10小题,每小题7分,共70分。多选题已在题号后标出)1.(2014东莞模拟)一个电子穿过某一空间而未发生偏转,则()A.此空间一定不存在磁场B.此空间一定不存在电场C.此空间可能只有匀强磁场,方向与电子速度垂直D.此空间可能同时有电场和磁场2.(2014琼海模拟)一根容易形变的弹性导线,两端固定,导线中通有电流,方向如图中箭头所示。当没有磁场时,导线呈直线状态;当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向
2、外的匀强磁场时,描述导线状态的四个图中正确的是()3.(2014西安模拟)均匀分布着等量异种电荷的半径相等的半圆形绝缘杆被正对着固定在同一平面上,如图所示。AB是两种绝缘杆所在圆圆心连线的中垂线而且与二者共面,该平面与纸面平行,有一磁场方向垂直于纸面,一带电粒子(重力不计)以初速度v0一直沿直线AB运动。则()A.磁场是匀强磁场B.磁场是非匀强磁场C.带电粒子做匀变速直线运动D.带电粒子做变加速运动4.空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场,图中的正方形为其边界。一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O点入射。这两种粒子带同种电荷,它们的电荷量、质量均不同,但其比荷相同,且都包含不同速
3、率的粒子,不计重力。下列说法正确的是()A.入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同B.入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹可能不同C.在磁场中运动时间相同的粒子,其运动轨迹一定相同D.在磁场中运动时间越长的粒子,其轨迹所对的圆心角一定越大5.(2014长春模拟)如图所示为一种获得高能粒子的装置,环形区域内存在垂直纸面向外、大小可调节的均匀磁场,质量为m、电荷量为+q的粒子在环中做半径为R的圆周运动,A、B为两块中心开有小孔的极板,原来电势都为零,每当粒子顺时针飞经A板时,A板电势升高为U,B板电势仍保持为零,粒子在两板间电场中得到加速,每当粒子离开B板时,A板电势又降为零,粒子在电场中一
4、次次加速下动能不断增大,而绕行半径不变()A.粒子从A板小孔处由静止开始在电场力作用下加速,绕行n圈后回到A板时获得的总动能为2nqUB.在粒子绕行的整个过程中,A板电势可以始终保持为+UC.在粒子绕行的整个过程中,每一圈的周期不变D.为使粒子始终保持在半径为R的圆轨道上运动,磁场必须周期性递增,则粒子绕行第n圈时的磁感应强度为1R2nmUq6.如图所示,在竖直向下的匀强磁场中,有两根竖直放置的平行导轨AB、CD。导轨上放有质量为m的金属棒MN,棒与导轨间的动摩擦因数为。现从t=0时刻起,给棒通以图示方向的电流,且电流强度与时间成正比,即I=kt,其中k为恒量。若金属棒与导轨始终垂直,则在下列
5、图所示的表示棒所受的摩擦力随时间变化的四幅图中,正确的是()7.(多选)(2014东城区模拟)如图所示,在倾角为的光滑斜面上,垂直纸面放置一根长为L,质量为m的直导体棒。在导体棒中的电流I垂直纸面向里时,欲使导体棒静止在斜面上,下列外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向正确的是()A.B=mgsinIL方向垂直斜面向上B.B=mgsinIL方向垂直斜面向下C.B=mgtanIL方向竖直向上D.B=mgtanIL方向竖直向下8.(多选)如图,竖直放置的平行板电容器,A板接电源正极,B板接电源负极,在电容器中加一与电场方向垂直、水平向里的匀强磁场。一批带正电的微粒从A板中点小孔C射入,射入的速度大
6、小、方向各不相同,考虑微粒所受重力,微粒在平行板A、B间运动过程中()A.所有微粒的动能都将增加B.所有微粒的机械能都不守恒C.有的微粒可以做匀速圆周运动D.有的微粒可能做匀速直线运动9.(多选)(2014沈阳模拟)如图所示,匀强磁场的边界为平行四边形ABCD,其中AC边与对角线BC垂直,一束粒子以不同大小的速度v沿BC从B点射入磁场,不计粒子的重力和粒子之间的相互作用,关于粒子在磁场中运动的情况,下列说法中正确的是()A.入射速度越大的粒子,其运动时间越长B.入射速度越大的粒子,其运动轨迹越长C.从AB边出射的粒子的运动时间都相等D.从AC边出射的粒子的运动时间不相等10.(多选)磁流体发电
7、机可以把气体的内能直接转化为电能,是一种低碳环保发电机,有着广泛的发展前景,其发电原理示意图如图所示,将一束等离子体(即高温下电离的气体,含有大量带正电和负电的微粒,整体上呈电中性)喷射入磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场区域有两块面积为S、相距为d的平行金属板与外电阻R相连构成一电路。设气流的速度为v,气体的电导率(电阻率的倒数)为g,则()A.两板间的电势差为U=BdvB.下板是电源的负极,上板是电源的正极C.流经R的电流为I=BdvRD.流经R的电流为I=BdvSggSR+d二、计算题(本题共2小题,共30分。需写出规范的解题步骤)11.(14分)(2014宁波模拟)一足够长的区域abcd
8、内充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场,矩形区域的左边界ad长为L,现从ad中点O垂直于磁场射入一速度方向与ad边夹角为30、大小为v0的带正电粒子,如图所示。已知粒子电荷量为q,质量为m(重力不计)。(1)若要求粒子能从ab边射出磁场,v0应满足什么条件?(2)若要求粒子在磁场中运动的时间最长,粒子应从哪一条边界处射出,出射点位于该边界上何处?最长时间是多少?12.(16分)(2014漳州模拟)如图所示,在真空室中平面直角坐标系的y轴竖直向上,x轴上的P点与Q点关于坐标原点O对称,PQ间的距离d=30cm。坐标系所在空间存在一匀强电场,场强的大小E=1.0N/C。一带电油滴在xOy
9、平面内,从P点与x轴成30的夹角射出,该油滴将做匀速直线运动,已知油滴的速度v=2.0m/s,所带电荷量q=1.010-7C,重力加速度g取10m/s2。(1)求油滴的质量m。(2)若在空间叠加一个垂直于xOy平面的圆形有界匀强磁场,使油滴通过Q点,且其运动轨迹关于y轴对称。已知磁场的磁感应强度大小为B=2.0T,求：油滴在磁场中运动的时间t;圆形磁场区域的最小面积S。答案解析1.【解析】选D。当空间只有匀强磁场,且电子的运动方向与磁场方向垂直时,电子受洛伦兹力作用,会发生偏转,C不正确。当空间既有电场又有磁场,且两种场力相互平衡时,电子不会发生偏转,A、B不正确,D正确。2.【解析】选D。当
10、电流方向与磁场方向平行时,通电导线不受安培力的作用,选项A错误;由左手定则可知,选项B中导线受到的安培力的方向应该垂直纸面向里,B错误;选项C、D中导线受到安培力的方向应该水平向右,选项D正确,C错误。3.【解析】选B。由对称性知直线AB上的电场方向与AB垂直,又由两绝缘杆的形状知AB上的电场并非处处相等。在AB上的每一点,由平衡条件知qE=qvB,故知磁场为非匀强磁场,带电粒子做匀速直线运动。B正确。4.【解题指南】解答该题的思路：(1)轨迹是否相同,应利用半径公式分析半径是否相同。(2)时间是否相同,应分析圆弧所对应的圆心角是否相同。【解析】选D。带电粒子进入磁场后,在洛伦兹力的作用下做匀
11、速圆周运动,根据qvB=mv2r得轨道半径r=mvqB,粒子的比荷相同,故不同速度的粒子在磁场中运动的轨道半径不同,轨迹不同;相同速度的粒子,轨道半径相同,轨迹相同,故B错误。带电粒子在磁场中做圆周运动的周期T=2rv=2mqB,故所有带电粒子的运动周期均相同,若带电粒子从磁场左边界离开磁场,则这些粒子在磁场中运动时间是相同的,但不同速度的粒子其轨迹不同,故A、C错误。根据t=2T得=2Tt,所以t越长,越大,故D正确。5.【解析】选D。粒子每绕行一周,电场力做功qU,绕行n圈时,电场力做功即粒子获得的动能为nqU,A错误;若A板电势始终不变,则粒子运行一周时电场力做功为零,粒子得不到加速,B
12、错误;粒子每次加速后速度增大而运行半径不变,则周期T=2Rv应减小,C错误;再由R=mvqB,nqU=12mv2,得B=mqR2nqUm=1R2nmUq,故可知B应随加速圈数的增加而周期性变大,D正确。【加固训练】美国物理学家劳伦斯于1932年发明的回旋加速器,应用带电粒子在磁场中做圆周运动的特点,能使粒子在较小的空间范围内经过电场的多次加速获得较大的能量,使人类在获得高能量带电粒子方面前进了一步。如图为一种改进后的回旋加速器示意图,其中盒缝间的加速电场场强大小恒定,且被限制在A、C板间,如图所示。带电粒子从P0处以速度v0沿电场线方向射入加速电场,经加速后再进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运
13、动。对于这种改进后的回旋加速器,下列说法正确的是()A.带电粒子每运动一周被加速两次B.带电粒子每运动一周P1P2=P2P3C.加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸有关D.加速电场方向需要做周期性的变化【解析】选C。由题图可以看出,带电粒子每运动一周被加速一次,A错误。由R=mvqB和Uq=12mv22-12mv12可知,带电粒子每运动一周,电场力做功都相同,动能增量都相同,但速度的增量不相同,故粒子做圆周运动的半径增加量不相同,B错误。由v=qBRm可知,加速粒子的最大速度与D形盒的半径R有关,C正确。由图可知,粒子每次都是从A板进入电场加速,所以加速电场方向不需改变,选项D错误。6.【解题指南
14、】解答本题应把握以下三点：(1)金属棒先加速下滑、后减速下滑、最后静止不动。(2)棒先受滑动摩擦力、最后受静摩擦力作用。(3)根据摩擦力与棒重力的大小关系来判断。【解析】选C。当金属棒所受摩擦力Ff=BIL=BLktmg时,棒沿导轨向下减速;在棒停止运动之前,所受摩擦力为滑动摩擦力,大小为Ff=BLkt;在棒停止运动之后,所受摩擦力为静摩擦力,大小为Ff=mg,故C正确。7.【解析】选A、C。外加匀强磁场的磁感应强度B的方向垂直斜面向上,则导体棒受到沿斜面向上的安培力、支持力与重力,处于平衡状态,则B=mgsinIL,故A正确;外加匀强磁场的磁感应强度B的方向垂直斜面向下,则导体棒受到沿斜面向
15、下的安培力、支持力与重力,不可能处于平衡状态,故B错误;外加匀强磁场的磁感应强度B的方向竖直向上,则导体棒受到水平向右的安培力、支持力与重力,处于平衡状态,则B=mgtanIL,故C正确;外加匀强磁场的磁感应强度B的方向竖直向下,则导体棒受到水平向左的安培力、支持力与重力,不可能处于平衡状态,故D错误。8.【解析】选B、D。重力和电场力的合力方向与速度方向的夹角可能大于90,故合力可能做负功,A错误。由于电场力做功,故机械能要发生变化,B正确。重力和电场力方向互相垂直,其作用效果不可能抵消,C错误。微粒所受重力、电场力、洛伦兹力的合力可能为零,故D正确。【总结提升】复合场中粒子重力是否考虑的三
16、种情况(1)对于微观粒子,如电子、质子、离子等,因为其重力一般情况下与电场力或磁场力相比太小,可以忽略;而对于一些实际物体,如带电小球、液滴、金属块等一般应当考虑其重力。(2)在题目中有明确说明是否要考虑重力的,这种情况按题目要求处理即可。(3)不能直接判断是否要考虑重力的,在进行受力分析与运动分析时,要结合运动状态,确定是否要考虑重力。【加固训练】(多选)如图所示,两虚线之间的空间内存在着正交或平行的匀强电场E和匀强磁场B,有一个带正电的小球(电荷量为+q,质量为m)从正交或平行的电磁混合场上方的某一高度自由落下,那么带电小球可能沿直线通过下列哪几个电磁混合场()【解析】选C、D。要使带电小
17、球沿直线通过电磁混合场,则小球进入混合场后,小球受到的合力为零或小球所受合力与运动方向在同一条直线上,则A、B不能满足电场力、重力、洛伦兹力三力平衡,小球不能沿直线穿过混合场区域。C中电场力、重力和洛伦兹力的合力有可能为零,D中小球不受洛伦兹力,电场力和重力的合力为零或沿竖直方向,故C、D正确。9.【解析】选C、D。如图所示,若粒子从AB边射出,AB为轨迹的弦,弦切角相等。因而圆心角相等,运动时间相等,A错、C对;当粒子从AC边射出时,v越大,轨迹变短,且运动时间不等,B错、D对。10.【解析】选B、D。等离子体喷射入磁场后,在洛伦兹力F1=qBv的作用下,正离子向上偏,负离子向下偏,则上板是
18、电源的正极,下板是电源的负极,B对;两板间形成向下的电场,正负离子将受到电场力F2=qUd阻碍其偏转,在外电路断路的情况下,当qBv=qUd时,两板间电势差达到稳定,U=Bdv为电源电动势,A错;电源内阻为r=dS=dgS,由闭合电路欧姆定律得I=BdvR+r=BdvSggSR+d,C错,D对。11.【解析】(1)当粒子轨迹恰好与cd边相切时,是粒子能从ab边射出磁场区域时轨迹圆半径最大的情况,设此半径为R1,如图甲所示。则有R1cos60+L2=R1 (2分)可得R1=L (1分)当粒子轨迹恰好与ab相切时是粒子能从ab边射出磁场区域时轨迹圆半径最小的情况,设此半径为R2,如图乙所示。则有R
19、2sin30+R2=L2 (1分)得R2=L3 (1分)故粒子从ab边射出的条件为R2RR1,即L3RL (1分)根据qv0B=mv02R,得v0=qBRm (1分)所以qBL3mv0qBLm (1分)(2)因为t=2T=mBq (2分)所以粒子运动所经过的圆心角越大,粒子在磁场中运动时间越长。从图中可以看出,如果粒子从cd边射出,则圆心角最大为60;若粒子从ab边射出,则圆心角最大为240;若粒子从ad边射出,圆心角最大为360-60=300;由于磁场无右边界,故粒子不可能从右侧射出。综上所述,为使粒子在磁场中运动的时间最长,粒子应从ad边射出,如图乙所示。设出射点到O的距离为x,从图中可以
20、看出,P点是离O距离最大的出射点。PO=2R2sin30=L3 (2分)则xL3,即出射点到O点的距离不超过L3tmax=max2T=12532mBq=5m3Bq。 (2分)答案：(1)qBL3mv0qBLm(2)应从ad边射出出射点在O点上方,到O点的距离不超过L3处5m3Bq12.【解析】(1)对带电油滴进行受力分析,根据牛顿运动定律有qE-mg=0(2分)所以m=qEg=1.010-8kg (2分)(2)带电油滴进入匀强磁场,其轨迹如图所示,设其做匀速圆周运动的半径为R、运动周期为T,根据牛顿第二定律qvB=mv2R (3分)得R=mvqB=0.10m (1分)所以T=2Rv=10s (2分)设带电油滴从M点进入磁场,从N点射出磁场,由于油滴的运动轨迹关于y轴对称,根据几何关系可知MON=60,所以,带电油滴在磁场中运动的时间t=T6=60s。 (2分)连接MN,当MN为圆形磁场的直径时,圆形磁场面积最小,如图所示。根据几何关系得圆形磁场的半径r=Rsin30=0.05 m (2分)其面积为S=r2=0.0025m27.910-3m2 (2分)答案：(1)1.010-8kg(2)60s7.910-3m2关闭Word文档返回原板块。