综合测试题

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1、第八章综合测试题本卷分第卷(选择题 )和第卷(非选择题)两部分。满分 100 分，考试时间 90 分钟。第卷( 选择题共 40 分)一、选择题(共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分。在每小题给出的四个选项中，第 16 题只有一项符合题目要求，第 710 题有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。)1在赤道上某处有一个避雷针。当带有负电的乌云经过避雷针上方时，避雷针开始放电，则地磁场对避雷针的作用力的方向为()A正东 B正西C正南 D正北答案 B解析 赤道上方地磁场磁感线的方向由南向北，通过避雷针的电流方向向上，由左手定则知，安培力的方向向正

2、西。2(2014南京模拟) 在磁场中的某一位置放置一条直导线，导线的方向与磁场方向垂直。先后在导线中通入不同的电流，导线所受的力也不一样，图中几幅图象表现的是导线受的力 F 与通过的电流I 的关系。a、b 分别代表一组 F、I 的数据。下列图中正确的是()答案 C解析 磁感 应强度是磁场本身性质决定的，在磁场中的某一位置处，磁感 应强度应是定值，所以，在 导线受的力 F 与通过的电流 I的关系图象中的图线应是过原点的一条直线，故只有选项 C 正确。3(2014北京西城区模拟)一根通电直导线水平放置在地球赤道的上方，其中的电流方向为自西向东，该导线所受地磁场的安培力方向为( )A水平向北 B水平

3、向南C竖直向上 D竖直向下答案 C解析 根据左手定 则，可以判断出安培力的方向竖直向上，C选项正确，解决本题关键是应用左手定则在实际地磁场中的判断，而不是在纸上画模拟磁场。4(2014南昌模拟)水平面上有 U 形导轨 NMPQ，它们之间的宽度为 L，M 和 P 之间接入电源，现垂直于导轨搁一根质量为 m 的金属棒 ab，棒与导轨的动摩擦因数为 (滑动摩擦力略小于最大静摩擦力)，通过棒的电流强度为 I，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为 B，方向垂直于金属棒 ab，与垂直导轨平面的方向夹角为 ，如图所示，金属棒处于静止状态，重力加速度为 g，则金属棒所受的摩擦力大小为( )ABIL s

4、in BBILcos C(mg BIL sin) D(mgBILcos)答案 B解析 金属棒 处于静止状态，其合力为零，对其进行受力分析，如图所示，在水平方向有 BILcosf0，fBILcos，选项 B 正确，选项 ACD 错误。5(2014沈阳模拟)如图所示，圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，两个质量和电荷量都相同的带电粒子 a、b，以不同的速率沿着 AO 方向对准圆心O 射入磁场，其运动轨迹如图。若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是()Aa 粒子速率较大B b 粒子速率较大Cb 粒子在磁场中运动时间较长Da、b 粒子在磁场中运动时间一样长答案 B解析 由洛 伦兹力提供向心力可知，

5、速度越大，转动半径越大，因此 b 粒子的速率较大，选项 B 正确， A 错误 ；转动圆心角越大，运动时间越长，因此应该是 a 粒子在磁场中运动时间较长，选项 CD 错误。答案选 B。6(2014北京东城区模拟)如图所示，界面 MN 与水平地面之间有足够大正交的匀强磁场B 和匀强电场 E，磁感线和电场线都处在水平方向且互相垂直。在MN 上方有一个带正电的小球由静止开始下落，经电场和磁场到达水平地面。若不计空气阻力、小球在通过电场和磁场的过程中，下列说法中正确的是()A小球做匀变速曲线运动B小球的电势能保持不变C洛伦兹力对小球做正功D小球的动能增量等于其电势能和重力势能减少量的总和答案 D解析 带

6、电小球在刚进入复合场时受力如图所示，则带电小球进入复合场后做曲线运动，因为速度会发生变化，洛伦兹力就会跟着变化，所以不可能是匀变速曲线运动，选项 A 错误；根据 电势能公式 Epq，知只有带电小球竖直向下做直线运动时，电势能保持不变，选项 B 错误；根据洛伦兹力的方向确定方法知，洛伦兹力方向始终和速度方向垂直，所以洛伦兹力不做功，选项 C 错误；从能量守恒角度知道， 选项 D 正确。7(2014北京西城区模拟)一个质量为 m、电荷量为 q 的带电粒子，以速度 v 射入磁感应强度为 B 的匀强磁场。不计粒子重力。下列说法正确的是()A若 v 与 B 的方向垂直，入射速度 v 越大，则轨道半径越大

7、B若 v 与 B 的方向垂直，入射速度 v 越大，则运动周期越大 C若 v 与 B 的方向相同，则粒子在运动过程中速度不断变大D若 v 与 B 的方向相同，则粒子在运动过程中速度保持不变答案 AD解析 根据洛 伦兹力等于向心力得到 R ，v 越大，R 越大，mvqBA 选项 正确；由于周期不随速度变化而变化，所以 B 选项错误；v 与B 方向相同 时，洛 伦兹 力为零，所以速度不 变，C 选项错误，D 选项正确。8.速度相同的一束粒子由左端射入某仪器后的运动轨迹如图所示，则下列相关说法中正确的是()A该束带电粒子带负电B P1 极板带正电C带电粒子的速率等于 E/B1D粒子打在胶片上的位置越靠

8、近狭缝 S0，粒子的比荷越小答案 BC解析 由左手定 则知该束带电粒子带正电，速度选择器的 P1极板带正电， 选项 A 错误、B 正确；由 qEqv B1可得能通过狭缝 S0的带电粒子的速率等于 vE/ B1，选项 C 正确；由 rm v/qB 可知，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝 S0，r 越小，粒子的比荷 q/m 越大，选项 D 错误。9.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，磁场的方向竖直向下，其俯视图如图所示。若小球运动到 A 点时，绳子突然断开，关于小球在绳断开后可能的运动情况，以下说法正确的是()A小球仍做逆时针匀

9、速圆周运动，半径不变B小球仍做逆时针匀速圆周运动，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，半径减小答案 ACD解析 题 中并未给出带电小球的电性，故需要考虑两种情况。如果小球带正电， 则小球所受的洛伦兹力方向指向圆心，此种情况下，如果洛伦兹力刚好提供向心力，这时绳子对小球没有作用力，绳子断开时， 对小球的运动没有影响，小球仍做逆时针方向的匀速圆周运动，半径不变， A 选项正确。如果洛 伦兹力和拉力共同提供向心力，绳子断开时，向心力减小，而小球的速率不变， 则小球做逆时针方向的圆周运动，但半径增大。如果小球带负电， 则小球所受的洛伦兹力方向背离圆心，由FTqvB

10、m 可知，当洛 伦兹力的大小等于小球所受拉力的一半时，v2R绳子断后，小球做顺时针方向的匀速圆周运动，半径不变，C 选项正确。当洛伦兹 力的大小大于小球所受拉力的一半时，则绳子断后，向心力增大，小球做顺时针方向的匀速圆周运动，半径减小，D 选项正确。10.如图所示，竖直放置的两块很大的平行金属板 a、b，相距为d，ab 间的电场强度为 E，今有一带正电的微粒从 a 板下边缘以初速度 v0 竖直向上射入电场，当它飞到 b 板时，速度大小不变，而方向变为水平方向，且刚好从高度也为 d 的狭缝穿过 b 板而进入 bc 区域，bc 区域的宽度也为 d，所加电场大小为 E，方向竖直向上，磁感应强度方向垂

11、直纸面向里，大小等于 E/v0，重力加速度为 g，则下列说法正确的是()A粒子在 ab 区域的运动时间为v0gB粒子在 bc 区域中做匀速圆周运动，圆周半径 rdC粒子在 bc 区域中做匀速圆周运动，运动时间为d6v0D粒子在 ab、bc 区域中运动的总时间为 6d3v0答案 AD解析粒子在 ab 区域运动时， 竖直方向在重力作用下做匀减速运动，故 v0gt ，t ，A 正确；在水平方向，v 0at ，a ，则v0g qEmqE mg。在 bc 区域，由于粒子所受 电场力 竖直向上，且 qEmg ，故粒子只在洛 伦兹力作用下做匀速圆周运动，其轨道半径 r mv0qB，又 qEmg，v 2gd，

12、所以 r2d，故 B 错误；设粒子在 bc 区域mv20qE 20转过的角度为 ，则 sin ，则 30，所以粒子在 bc 区域做匀dr 12速圆周运 动 的时间 t2 T 或 t2 ，故30360 1122mqB mv06qE 2r12v0 d3v0C 错误；粒子在 ab 区域中运动时间 t1 ，故总时间 tt 1t 22dv0，D 正确。 第卷( 非选择题共 60 分) 6d3v0二、填空题(共 3 小题，每小题 6 分，共 18 分。把答案直接填在横线上)11(6 分) 目前，世界上正在研制一种新型发电机磁流体发电机，它可以把气体的内能直接转化为电能，如图所示是它的发电原理：将一束等离子

13、体(即高温下电离的气体，含有大量正离子和负离子，但从整体上来说呈电中性)射入磁场，磁场中有两块金属板A、 B，则高速射入的离子在洛伦兹力的作用下向 A、B 两板聚集，使两板间产生电势差，若平行金属板间距离为 d，匀强磁场的磁感应强度为 B，等离子体流速为 v，气体从一侧面垂直磁场射入板间，不计气体电阻，外电路电阻为 R，则两板间最高电压为_；可能达到的最大电流为_。答案 Bdv ，BdvR解析 如 图所示，离子在磁场中受到洛伦兹力作用发生偏转，正、负离子分 别到达 B、A 两板(B 为电源正极，故 电流方向从 B 经 R到 A)，使 A、B 两板间产 生匀强电场，等离子体在 电场力的作用下发生

14、的偏转逐渐减弱，当等离子体不发生偏转即匀速穿过时，有qvBqE ，所以此时两板间电势差 UEdBd v，根据闭合电路欧姆定律可得电流大小 I 。BdvR12(6 分)如图甲、乙所示是电磁流量计的示意图，在非磁性材料做成的圆管道外加一匀强磁场，当管中的导电液体流过磁场区域时，测出管壁上 a、b 两点间的电势差 U，就可以知道管中液体的流量 Q单位时间内流过液体的体积(m 3/s)。已知圆管的直径为 D，磁感应强度为 B，则 Q 与 U 的关系式为_ 。答案 Q UD4B解析 a、b 两点间的电势差是由于导电液体中电荷受到洛伦兹力作用在管壁的上、下两侧堆积电荷产生的。到一定程度后，上、下两侧堆积的

15、电荷不再增多，a、b 两点间的电势差达到稳定值 U，此时，洛伦兹力和电场力平衡，有 qvBqE，E ，所以 v ，又圆管的UD UDB横截面积 S D2，故流量 QSv 。14 UD4B13(6 分)如图所示为质谱仪的示意图。速度选择器部分的匀强电场的场强为 E1.2 105V/m，匀强磁场的磁感应强度为 B10.6T ；偏转分离器的磁感应强度为 B20.8T。(已知质子质量为 1.671027 kg)则：(1) 能通过速度选择器的粒子速度大小为_。(2)质子和氘核进入偏转分离器后打在照相底片上的条纹之间的距离 d 为_。答案 (1)210 5m/s(3)5.210 3 m解析 (1)能通过速度 选择器的粒子所受电场力和洛伦兹力大小相等、方向相反，有eB1v eE，得 v m/s210 5m/sEB1 1.21050.6(2)粒子 进入磁 场 B2后做匀速圆周运动，洛伦兹 力提供向心力，则eB2v m ，得 Rv2R mv