2021-2022学年第一章测评Word版含解析3.docx

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1、第一章测评（时间:90分钟总分值:100分）一、单项选择题（此题共7小题，每题4分，共28分。每个小题中只有一个选项是正确的）L如下列图,。仄是两根在同一竖直平面内的直导线，在两导线中央悬挂一个小磁针，静止时小磁针和 直导线在同一竖直平面内,当两导线中通以大小相等的电流时，小磁针N极垂直纸面向里转动，那么两 导线中的电流方向（）A.一定都向上B.一定都向下C.ab中电流向下,cd中电流向上D.ab中电流向上,cd中电流向下解明小磁针的N极垂直纸面向里偏转，说明两导线间的磁场方向垂直纸面向里，由安培定那么可以判 断力中电流向上,cd中电流向下。奉D. 一圆筒处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁

2、场方向与筒的轴平行,筒的横截面如下列图。图中 直径MN的两端分别开有小孔，筒绕其中心轴以角速度顺时针转动。在该截面内，一带电粒子从小 孔M射入筒内,射入时的运动方向与成30。角。当筒转过90。时，该粒子恰好从小孔N飞出圆 筒。不计重力。假设粒子在筒内未与筒壁发生碰撞，那么带电粒子的比荷为（）A.B.C.D.解画如图为筒转过90前后各点位置和粒子运动轨迹示意图。M、V分别为入射点和出射点，分别 作入射速度的垂线和 W 的中垂线，交点即为轨迹圆的圆心O二根据题意,NNMN=45。，0河与延长线的夹角为60。，所以NOMN=75。，NMON=30。， 即轨迹圆的圆心角为30。，转动筒的时间和粒子在磁

3、场中运动的时间相同,，即，解得比荷,A选项正 确。薪A2 .如下列图,电源电动势为E,内阻为匕滑动变阻器的电阻为R,两平行金属极板。、b间有垂直纸面向里 的匀强磁场，闭合开关，一束速度为v的带正电的粒子正好匀速穿过两板。不计带电粒子的重力，以下 说法正确的选项是0A.将滑片P向上滑动，粒子有可能从下极板边缘射出B.将滑片P向下滑动，粒子有可能从下极板边缘射出C将极板下移一些，粒子将继续沿直线穿出D.如果将开关断开，粒子将继续沿直线穿出解丽平行金属极板、。组成一个电容器，因电容器与滑动变阻器并联,将滑片尸向上滑动，那么滑动 变阻器两端的电压减小，故两板间的电场强度减小，粒子所受静电力减小，因上板

4、带正电,静电力向下， 故粒子将向q板偏转,A错误;将滑片尸向下滑动，那么滑动变阻器两端的电压增大，故两板间的电场强 度增大，粒子所受的静电力增大,因上板带正电，静电力向下，故粒子将向b板偏转,B正确;保持开关闭 合，将极板向下移动一点，板间距离减小，电压不变，故板间电场强度增大,因粒子带正电，故粒子所受 静电力向下,洛伦兹力向上，带电粒子所受的静电力变大,那么粒子将向人板偏转C错误;假设开关断 开，那么电容器与电源断开，而与滑动变阻器形成通路，电容器放电，故两板间的电场强度要减小，故粒 子所受的静电力减小，粒子不会做直线运动,D错误。4.如下列图用绝缘细线悬挂一个导线框，导线框是由两同心半圆弧

5、导线和直导线、4(、cd在同一 条水平直线上)连接而成的闭合回路，导线框中通有图示方向的电流，处于静止状态。在半圆弧导线的 圆心处沿垂直于导线框平面的方向放置一根长直导线P。当P中通以方向垂直于导线框向外的电流 时()A.导线框将向左摆动B.导线框将向右摆动C.从上往下看,导线框将顺时针转动D.从上往下看，导线框将逆时针转动解画当直导线尸中通以方向向外的电流时，由安培定那么可判断出长直导线尸产生的磁场方向为逆 时针方向，磁感线是以P为圆心的同心圆，半圆弧导线与磁感线平行不受安培力,由左手定那么可判断 出直导线 乃所受的安培力方向垂直纸面向外,4所受的安培力方向垂直纸面向里，从上往下看，导线 框

6、将逆时针转动，故D正确。答案|D.如下列图，有一磁感应强度为8、方向竖直向上的匀强磁场,一束电子流以初速度u从水平方向射入， 为了使电子流经过磁场时不偏转（不计重力），那么磁场区域内必须同时存在一个匀强电场，这个电场 的电场强度大小和方向是（）A.,竖直向上B.,水平向左C.3匕垂直于纸面向里D.8匕垂直于纸面向外庭画电子所受洛伦兹力方向垂直纸面向里，要使电子流经过磁场时不偏转，电子所受电场力方向必须 垂直纸面向外，且与洛伦兹力等大，即“=氏=3%电子带负电，所以电场方向垂直于纸面向里。Ige.如下列图，在倾角为30。的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为/、质量为加的直导体棒，导体棒中电 流为/

7、。要使导体棒静止在斜面上，需要外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值为0A.B.解前导体棒受三个力平衡，重力为恒力，支持力的方向不变，安培力的大小和方向不确定;由平衡条件 知当安培力尸平行于斜面向上时安培力最小，那么3最小，即8二用gsin30 ,3=,3的方向垂直于斜面 向下。量A.（2021全国/卷）一匀强磁场的磁感应强度大小为反方向垂直于纸面向外，其边界如图中虚线所示，为半圆,QC、M与 直径外共线间的距离等于半圆的半径。一束质量为m电荷量为虱70）的粒子，在纸面内从c 点垂直于如射入磁场，这些粒子具有各种速率。不计粒子之间的相互作用。在磁场中运动时间最长 的粒子，其运动时间为（）A.B.C

8、.D.颤此题带电粒子在半圆形磁场中运动的最长时间为六分之一周期。粒子在磁场中做匀速圆周运 动7=，可得粒子在磁场中的周期7=，粒子在磁场中运动的时间，二7=，那么粒子在磁场中运动的 时间与速度无关，轨迹对应的圆心角越大，运动时间越长。采用放缩圆解决该问题，粒子垂直双射入 磁场，那么轨迹圆心必在 碇直线上，将粒子的轨迹半径由零逐渐增大。设所在半圆的半径为凡当半 径 W0.5R和-2L5R时，粒子分别从c、切区域射出，磁场中的轨迹为半圆,运动时间等于半个周 期。当0.5/?yl.5R时，粒子从半圆边界射出,将轨迹半径从0.5R逐渐增大，粒子射出位置从半圆顶端 向下移动，轨迹对应的圆心角从兀逐渐增大

9、，当轨迹半径为R时,轨迹对应的圆心角最大，然后再增大 轨迹半径，轨迹对应的圆心角减小,因此当轨迹半径等于R时轨迹对应的圆心角最大，即轨迹对应的最 大圆心角。=兀+兀,粒子运动最长时间为=T=,C正确。二、多项选择题(此题共3小题，每题6分，共18分。在每题给出的四个选项中，有多项符 合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分).一质量为m的带电液滴,经电压U加速后，水平进入互相垂直的匀强电场E和匀强磁场B中,液滴在 此空间的竖直平面内做匀速圆周运动,如下列图，那么()A.液滴在空间可能受4个力作用B.液滴一定带负电C.液滴做圆周运动的半径D.液滴在叠加场中运动时总能量不变

10、解丽液滴受到重力、电场力和洛伦兹力的作用，所以选项A错误。由于液滴做匀速圆周运动,所以电 场力与重力为平衡力,电场力方向向上，可以判定液滴带负电，选项B正确。根据qU=mv2,r=,qE=mg, 解得 片，选项C正确。液滴在叠加场中运动的过程中能量守恒，选项D正确。客剽BCD.如下列图为一种质谱仪示意图,由加速电场、静电分析器和磁分析器组成。假设静电分析器通道中 心线的半径为R,通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为E,磁分析器有范围足够大的有 界匀强磁场，磁感应强度大小为5、方向垂直纸面向外。一质量为2、电荷量为的粒子从静止开 始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器，由P点垂直边界进

11、入磁分析器，最终打到胶片上的Q 点。不计粒子重力。以下说法正确的选项是（）A.粒子一定带正电B.加速电场的电压U=ERC/Q长度为D.假设一群离子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，那么该群离子具有相同的比荷解断由尸点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的。点,根据左手定那么可得，粒子带正电，选项 A正确;粒子在加速电场中有qU刁优又粒子在静电分析器做匀速圆周运动,由电场力提供向心力，有 四二懈得选项B正确;粒子在磁分析器中做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力，有qvB二, 可得。=2片，选项C错误;离子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点说明运动的轨道半径 片相同，由于加速电场、

12、静电分析器与磁分析器都相同,故该群离子具有相同的比荷，选项D正确。管剽ABD.在如下列图的匀强电场和匀强磁场共存的区域内（不计重力），电子可能沿水平方向向右做直线运动 的是（）解画假设电子水平向右运动，在A图中电场力水平向左，洛伦兹力竖直向下，故不可能;在B图中电场 力水平向左，洛伦兹力为零,故电子可能水平向右做匀减速直线运动;在C图中电场力竖直向上，洛伦 兹力竖直向下，当二者大小相等时，电子向右做匀速直线运动;在D图中电场力竖直向上，洛伦兹力竖 直向上，故电子不可能做水平向右的直线运动;因此选项B、C正确。客剽BC三 非选择题（此题共5小题，共54分）7 .（6分）一个盘旋加速器，在外加磁场

13、一定时，可把质子H）加速到匕使它获得动能反,那么：能把a粒子He）加速到的速度为。能使a粒子获得的动能为。（3）加速a粒子的交变电场频率与加速质子的交变电场频率之比为。解相盘旋加速器的最大半径是一定的,R二,质子H的质量和电荷量的比值即，而a粒子质量和电荷量 的比值为,Rh = ,Ra =。RRa,得 va=mamv2所以a粒子动能与质子相同，带电粒子进入磁场做匀速圆周运动的周期T=o所以a粒子的周期 是质子运动周期的2倍，即所加交变电场的周期的比为2 那么频率之比为1 ；2。馥|(2喝1 ；2.(8分)按照如下列图进行实验。(1)分别接通“1、4和“2、3，导线偏转的角度不同，说明导线受到的

14、力的大小与有关。(2)只上下交换磁极的位置以改变磁场方向，导线受力的方向(选填“改变或不改变 )o只改变导线中电流的方向，导线受力的方向(选填“改变或不改变 )o通过实验说明:安培力的方向与磁场方向、电流方向之间的关系满足。答嵬导线在磁场中的长度改变改变左手定那么.(10分)如下列图，两平行金属导轨间的距离/=0.4m,金属导轨所在的平面与水平面夹角。二37。，在导 轨所在平面内，分布着磁感应强度3=0.5 T,方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端 接有电动势t=4.5 V、内阻r=0.5。的直流电源。现把一个质量m=0.。4 kg的导体棒仍放在金属 导轨上，导体棒恰好静止。导体棒

15、与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电 阻 Ro=2.5 Q，金属导轨电阻不计,g 取 10 m/s2o sin 37 =0.6,cos 37 =0.8,求:通过导体棒的电流。导体棒受到的安培力大小。导体棒受到的摩擦力大小和方向。解析|( 1)根据闭合电路欧姆定律得/= = 1.5Ao(2)导体棒受到的安培力尸安=3=O.3N。(3)导体棒受力如下列图将重力正交分解，得;ngsin37 =0.24Nb 安根据平衡条件得加 gsin370 +F尸F 安解得B=0.06N,方向平行于导轨向下。霹1.5 A(2)0.3 N(3)0.06 N,方向平行于导轨向下.(14分)如下列图

16、的平面直角坐标系xOy在第一象限内有平行于y轴的匀强电场，方向沿y轴正方向； 在第四象限的正方形乃川区域内有匀强磁场，方向垂直于X。)，平面向里，正方形边长为/且边与x 轴重合,加?边与y轴平行。一质量为加、电荷量为q的粒子，从y轴上的P(O,/z)点，以大小为vo的速度 沿轴正方向射入电场，通过电场后从入轴上的 (2九0)点进入第四象限的磁场区域，不计粒子所受的 重力。求：(1)电场强度的大小。(2)粒子到达a点时速度的大小和方向。磁感应强度B满足什么条件时，粒子经过磁场后能到达y轴上，且速度与y轴负方向成45角？解时(1)粒子做类平抛运动沿y轴方向力=祥沿x轴方向2h=vot解得E=o(2

17、)到达点时水平速度为血,竖直速度为丹，水平方向2h=vot,竖直方向h=vyt得 Vy=V()所以到达a点的速度均二w,方向与x轴正方向成45角。(3)粒子到达y轴上，且速度与y轴负方向成45。角，必须要从。边射出，从b点射出时对应的磁 感应强度8最小，粒子在磁场中的轨迹是以01为圆心的一段四分之一圆弧，设半径为力/k/由 Bqva=m 得 B=所以磁感应强度须满足的条件为B胡(2)也方向与x轴正方向成45角心.(16分)如下列图，绝缘粗糙的竖直平面MN左侧同时存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向 水平向右，电场强度大小为E,磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为Bo 一质量为m电荷量为

18、 g的带正电的小滑块从A点由静止开始沿下滑，到达。点时离开做曲线运动。A、。两点间 距离为九重力加速度为g。求小滑块运动到。点时的速度大小vco求小滑块从A点运动到C点过程中克服摩擦力做的功所。假设。点为小滑块在电场力、洛伦兹力及重力作用下运动过程中速度最大的位置,当小滑块运动 到。点时撤去磁场，此后小滑块继续运动到水平地面上的P点。小滑块在D点时的速度大小为附 从D点运动到P点的时间为4求小滑块运动到P点时速度的大小vpo解画(1)小滑块沿运动过程，水平方向受力满足qvB+F-qE小滑块在。点离开MN时尸n=0解得Vc=o(2)由动能定理得mgh-Wf=-0解得 Wf=mgh-O(3)小滑块的运动轨迹如下列图小滑块速度最大时,速度方向与电场力、重力的合力方向垂直。撤去磁场后小滑块将做类平抛 运动,等效加速度为gg - Qt2解得vp=o