2010-2011學(xué)年高二物理 上學(xué)期第十六章同步測(cè)試 人教大綱版

10-11學(xué)年高二上學(xué)期同步測(cè)試物理：第十六章（舊人教版） 命題范圍：第十六章 全卷滿分100分，用時(shí)90分鐘 第Ⅰ卷（共40分） 一、選擇題（本大題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確。全部選對(duì)的得4分，選不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分） 1．如圖所示，在x軸上方存在著垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．一個(gè)不計(jì)重力的帶電粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O處以速度v進(jìn)入磁場(chǎng)，粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度方向垂直于磁場(chǎng)且與x軸正方向成120°角，若粒子穿過(guò)y軸正半軸后在磁場(chǎng)中到x軸的最大距離為a，則該粒子的比荷和所帶電荷的正負(fù)是 （ ） x y v O B A．，正電荷 B．，正電荷 C．，負(fù)電荷 D．，負(fù)電荷 2．粒子甲的質(zhì)量與電荷量分別是粒子乙的4倍與2倍，兩粒子均帶正電．讓它們?cè)趧驈?qiáng)磁場(chǎng)中同一點(diǎn)以大小相等、方向相反的速度開(kāi)始運(yùn)動(dòng)．已知磁場(chǎng)方向垂直紙面向里．以下四個(gè)圖中，能正確表示兩粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的是 （ ） A． B． C． D． v 3．三種粒子（均不計(jì)重力）：質(zhì)子、氘核和a粒子由靜止開(kāi)始在同一勻強(qiáng)電場(chǎng)中加速后，從同一位置沿水平方向射入圖中虛線框內(nèi)區(qū)域，虛線框內(nèi)區(qū)域加有勻強(qiáng)電場(chǎng)或勻強(qiáng)磁場(chǎng)，以下對(duì)帶電粒子進(jìn)入框內(nèi)區(qū)域后運(yùn)動(dòng)情況分析正確的是 （ ） A．區(qū)域內(nèi)加豎直向下方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，三種帶電粒子均可分離 B．區(qū)域內(nèi)加豎直向上方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，三種帶電粒子不能完全分離 C．區(qū)域內(nèi)加垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，三種帶電粒子均可以分離 D．區(qū)域內(nèi)加垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，三種帶電粒子不能完全分離 4．在如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)（場(chǎng)強(qiáng)為E）和勻強(qiáng)磁場(chǎng)（磁感應(yīng)強(qiáng) B E Ⅰ Ⅱ 度為B）共存的場(chǎng)區(qū)，一電子沿垂直電場(chǎng)線和磁感線方向以 速度v0射入場(chǎng)區(qū)，則 （ ） A．若v0＞E/B，電子沿軌跡Ⅰ運(yùn)動(dòng)，射出場(chǎng)區(qū)時(shí)，速度v＞v0 B．若v0＞E/B，電子沿軌跡Ⅱ運(yùn)動(dòng)，射出場(chǎng)區(qū)時(shí)，速度v＜v0 C．若v0＜E/B，電子沿軌跡Ⅰ運(yùn)動(dòng)，射出場(chǎng)區(qū)時(shí)，速度v＞v0 D．若v0＜E/B，電子沿軌跡Ⅱ運(yùn)動(dòng)，射出場(chǎng)區(qū)時(shí)，速度v＜v0 O 5．如圖所示圓形區(qū)域內(nèi)，有垂直于紙面方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一束質(zhì) 量和電荷量都相同的帶電粒子，以不同的速率，沿著相同的方 向，對(duì)準(zhǔn)圓心O射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，又都從該磁場(chǎng)中射出，這些 粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間有的較長(zhǎng)，有的較短，若帶電粒子 在磁場(chǎng)中只受磁場(chǎng)力的作用，則在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)的帶 電粒子 （ ） A．速率一定越小 B．速率一定越小 C．在磁場(chǎng)中通過(guò)的路程越長(zhǎng) D．在磁場(chǎng)中的周期一定越大 a b 6．如圖所示，一個(gè)帶電粒子，在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0．8 T的勻強(qiáng) 磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，其速度方向與磁場(chǎng)方向垂直，從a到b所需 時(shí)間為2×10-4 s，從b到a所需時(shí)間為1×10-3 s，已知a、b 兩點(diǎn)距離為0．3 m，粒子帶電量為3×10-8 C，則該粒子的 動(dòng)量大小為 （ ） 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．條件不足，無(wú)法確定 7．如圖所示，在真空中一個(gè)光滑的絕緣的水平面上，有直徑相同的兩個(gè)金屬球A、C．質(zhì)量mA=0．01 kg，mC=0．005 kg．靜止在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0．5 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的C球帶正電，電量qC=1×10-2 C．在磁場(chǎng)外的不帶電的A球以速度v0=20 m/s進(jìn)入磁場(chǎng)中與C球發(fā)生正碰后，C球?qū)λ矫鎵毫η『脼榱悖瑒t碰后A球的速度為 （ ） A．10 m/s v0 A C B．5 m/s C．15 m/s D．-20 m/s A O 8．在光滑絕緣水平面上，一輕繩拉著一個(gè)帶電小球繞豎直方向的軸O在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做逆時(shí)針?lè)较虻乃絼蛩賵A周運(yùn)動(dòng)，磁場(chǎng)方向豎直向下，其俯視圖如圖所示，若小球運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)，由于某種原因，繩子突然斷開(kāi)，關(guān)于小球在繩斷開(kāi)后可能的運(yùn)動(dòng)情況，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是 （ ） A．小球仍做逆時(shí)針勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑不變 B．小球仍做逆時(shí)針勻速圓周運(yùn)動(dòng)，但半徑減小 C．小球做順時(shí)針勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑不變 D．小球做順時(shí)針勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑減小 9．如圖所示，PQ是勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的一片薄金屬片，其平面與磁場(chǎng)方向平行，一個(gè)帶電粒子從某點(diǎn)以與PQ垂直的速度v射出，動(dòng)能是E，射出后帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示．今測(cè)得它在金屬片兩邊的軌跡半徑之比為10∶9，若在穿越板的過(guò)程中粒子受到的阻力大小及電量恒定，則 （ ） Q P B A．帶電粒子一定帶正電 B．帶電粒子每穿過(guò)一次金屬片，速度減小了 C．帶電粒子每穿過(guò)一次金屬片，動(dòng)能減少了0．19E D．帶電粒子穿過(guò)5次后陷在金屬片里 d a b c B E v0 10．如圖所示，在長(zhǎng)方形abcd區(qū)域內(nèi)有正交的電磁場(chǎng)，ab=bc/2=L， 一帶電粒子從ad的中點(diǎn)垂直于電場(chǎng)和磁場(chǎng)方向射入，恰沿直 線從bc邊的中點(diǎn)P射出，若撤去磁場(chǎng)，則粒子從C點(diǎn)射出； 若撤去電場(chǎng)，則粒子將（重力不計(jì)） （ ） A．從b點(diǎn)射出 B．從b、P間某點(diǎn)射出 C．從a點(diǎn)射出 D．從a、b間某點(diǎn)射出 第Ⅱ卷（共60分） 二、本題共2題，共17分．將正確答案填在題中橫線上或按要求作答． x y z O + 陰極 電子束 狹縫 熒光屏 陽(yáng)極 11．（6分）圖是電子射線管示意圖．接通電源后，電子射線由陰極沿x軸方向射出,在熒光屏上會(huì)看到一條亮線．要使熒光屏上的亮線向下（z軸負(fù)方向）偏轉(zhuǎn)，在下列措施中可采用的是 （ ） A．加一磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向沿z軸負(fù)方向 B．加一磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向沿y軸正方向 C．加一電場(chǎng)，電場(chǎng)方向沿z軸負(fù)方向 D．加一電場(chǎng)，電場(chǎng)方向沿y軸正方向 12．（11分）實(shí)驗(yàn)室里可以用圖11-11甲所示的小羅盤(pán)估測(cè)條形磁鐵磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度．方法如圖乙所示，調(diào)整羅盤(pán)，使小磁針靜止時(shí)N極指向羅盤(pán)上的零刻度（即正北方向），將條形磁鐵放在羅盤(pán)附近，使羅盤(pán)所在處條形磁鐵的磁場(chǎng)方向處于東西方向上，此時(shí)羅盤(pán)上的小磁針將轉(zhuǎn)過(guò)一定角度．若已知地磁場(chǎng)的水平分量Bx，為計(jì)算羅盤(pán)所在處條形磁鐵磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，則只需讀出_________________________________________，磁感應(yīng)強(qiáng)度的表達(dá)式為B＝_____________． 甲 乙 N S 北 S N B Bx θ 1 三、本題共3題，43分．解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟．只寫(xiě)出最后答案的不能得分．有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位．[來(lái) 13．（13分）勻強(qiáng)磁場(chǎng)分布在半徑為R的圓內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，質(zhì)量為m、電量為q的帶電粒子由靜止開(kāi)始經(jīng)加速電場(chǎng)加速后，沿著與直徑CD平行且相距0．6R的直線從A點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，如圖所示．若帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是．求加速電場(chǎng)的加速電壓． 0.6R A C D B x y v0 O 14．（14分）在xOy平面內(nèi)有許多電子（質(zhì)量為m，電荷量為e）從坐標(biāo)原點(diǎn)O不斷以相同大小的速度v0沿不同的方向射入第一象限，如圖所示．現(xiàn)加上一個(gè)垂直于xOy平面的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，要求這些電子穿過(guò)該磁場(chǎng)后都能平行于x軸向x軸正方向運(yùn)動(dòng)，試求出符合條件的磁場(chǎng)的最小面積． 15．（16分）質(zhì)量為m，帶電量為q的液滴以速度v沿與水平成45°角斜向上進(jìn)入正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)疊加區(qū)域，電場(chǎng)強(qiáng)度方向水平向右，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，如圖所示．液滴帶正電荷，在重力、電場(chǎng)力及磁場(chǎng)力共同作用下在場(chǎng)區(qū)做勻速直線運(yùn)動(dòng)．試求： （1）電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B各多大？ （2）當(dāng)液滴運(yùn)動(dòng)到某一點(diǎn)A時(shí)，電場(chǎng)方向突然變?yōu)樨Q直向上，大小不改變，不考慮因電場(chǎng)變化而產(chǎn)生的磁場(chǎng)的影響，此時(shí)液滴加速度多少？說(shuō)明此后液滴的運(yùn)動(dòng)情況． B E A v 參考答案 一、選擇題 1．C 粒子能穿過(guò)y軸到達(dá)x軸，據(jù)左手定則知其必帶負(fù)電．粒子 2．A 兩個(gè)粒子在磁場(chǎng)中都做逆時(shí)針的圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)半徑公式可知選項(xiàng)A正確． 3．BD 加勻強(qiáng)磁場(chǎng)，粒子半徑，質(zhì)子可以被分離，氘核和a粒子不能分離；加電場(chǎng)時(shí)側(cè)移只與電荷量有關(guān)，故質(zhì)子和氘核不能分離。 4．BC 當(dāng)電場(chǎng)力大于洛倫茲力時(shí)，電場(chǎng)力做正功，速度增大，反之速度減小。 5．AB 運(yùn)動(dòng)時(shí)間與速度偏向角成正比，而粒子速度越小，速度偏向角越大，運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)； 6．A 由粒子通過(guò)ab的時(shí)間之比可知粒子圓周運(yùn)動(dòng)優(yōu)弧和劣弧對(duì)應(yīng)的圓心角之比為1：2，故可得圓心分別為120°和240°，結(jié)合ab的弦長(zhǎng)可得半徑進(jìn)而可得粒子動(dòng)量。 7．A 由C對(duì)地的壓力為零可知C球速度，由動(dòng)量守恒定律可得碰后A的速度。 8．B 繩子斷開(kāi)后，若小球仍做逆時(shí)針勻速圓周運(yùn)動(dòng)，小球所受向心力可能減小，也可能不變，但不能不可能增大，所以B錯(cuò)；若小球做順時(shí)針勻速運(yùn)動(dòng)則向心力可能增大，可能減小，也可能不變。 9．ACD 由粒子運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方向可知粒子帶正電，由半徑比可知速度變化及能量變化。 10．C 由粒子作直線運(yùn)動(dòng)可知qvB＝qE；撤去磁場(chǎng)粒子從C點(diǎn)射出可知qE＝ma ，at＝2v0，，v0t＝L，所以撤除電場(chǎng)后粒子運(yùn)動(dòng)的半徑。 二、實(shí)驗(yàn)題 11．B 當(dāng)加一沿y軸正方向的磁場(chǎng)時(shí)，電子會(huì)受到沿z軸的洛侖茲力而向下偏轉(zhuǎn)；如果加的是電場(chǎng)，其方向必須有向上（+z軸方向）的分量． 12．羅盤(pán)上小磁針N極的偏轉(zhuǎn)角θ，Bxtanθ． 三、計(jì)算題 13．由 ，得 ， T＝2πｍ/Bq，t＝πｍ/2qＢ＝1/4T 粒子從A點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，從E點(diǎn)射出，如圖答圖11－1所示，O為磁場(chǎng)圓的圓心 設(shè)∠AOC＝θ，sinθ＝0．6，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心是O′，則半徑為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 v n O O n R R b P （ x ， y ） a 14．所有電子在所求的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中均做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 由，得半徑為． 設(shè)與x軸成α角入射的電子從坐標(biāo)為（x，y）的 P點(diǎn)射出磁場(chǎng)，則有x2+（R–y）2=R2 ① ①式即為電子離開(kāi)磁場(chǎng)的邊界b， 當(dāng)α=90°時(shí)，電子的運(yùn)動(dòng)軌跡為磁場(chǎng)的上邊界a， 其表達(dá)式為（R–x）2+y2=R2 ② 由①②式所確定的面積就是磁場(chǎng)的最小范圍， 如圖答圖11-2所示，其面積為 15．（1）（2）電場(chǎng)方向改為豎直向上， ，則液滴所受合力即洛侖茲力為，液滴做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑周期