2014届高考物理第一轮复习方案：45分钟单元能力训练卷(九) 8页

　　45 分钟单元能力训练卷(九) (考查范围：第九单元　分值：100 分) 一、单项选择题(每小题 6 分，共 18 分) 1．如图 D9－1 所示，水平导线中通有稳恒电流，导线正下方的电子 e 的初速度方向与 电流方向相同，其后电子将(　　) 图 D9－1 A．沿路径 a 运动，轨迹是圆 B．沿路径 a 运动，半径变小 C．沿路径 a 运动，半径变大 D．沿路径 b 运动，半径变小 2．如图 D9－2 所示，两块平行、正对金属板水平放置，使上面金属板带上一定量的正 电荷，下面金属板带上等量的负电荷，再在它们之间加上垂直纸面向里的匀强磁场，一个带 电粒子以初速度 v0 沿垂直于电场和磁场的方向从两块金属板左端中央射入后向上偏转．若 带电粒子所受重力可忽略不计，仍按上述方式将带电粒子射入两板间，为使其向下偏转，下 列措施中一定不可行的是(　　) 图 D9－2 A．仅增大带电粒子射入时的速度 B．仅增大两块金属板所带的电荷量 C．仅减小粒子所带电荷量 D．仅改变粒子的电性 3．如图 D9－3 所示，铜质导电板置于匀强磁场中，通电时铜板中电流方向向上．由于 磁场的作用，则(　　) 图 D9－3 A．板左侧聚集较多电子，使 b 点电势高于 a 点电势 B．板左侧聚集较多电子，使 a 点电势高于 b 点电势 C．板右侧聚集较多电子，使 a 点电势高于 b 点电势 D．板右侧聚集较多电子，使 b 点电势高于 a 点电势 二、双项选择题(每小题 6 分，共 24 分) 4．磁场中某区域的磁感线如图 D9－4 所示，则(　　) 图 D9－4 A．a、b 两处的磁感应强度的大小不等，Ba＞Bb B．a、b 两处的磁感应强度的大小不等，Ba＜Bb C．同一通电导线放在 a 处受力可能比放在 b 处受力大 D．同一通电导线放在 a 处受力一定比放在 b 处受力小 5．下列说法中正确的是(　　) A．电荷在某处不受到电场力的作用，则该处的电场强度为零 B．一小段通电导线在某处不受到磁场力的作用，则该处的磁感应强度一定为零 C．把一个试探电荷放在电场中的某点，它受到的电场力与所带电荷量的比值表示该点 电场的强弱 D．把一小段通电导线放在磁场中某处，它受到的磁场力与该小段通电导线的长度和电 流的乘积的比值表示该处磁场的强弱 6．粒子回旋加速器的工作原理如图 D9－5 所示，置于真空中的 D 形金属盒的半径为 R，两个金属盒间的狭缝很小，磁感应强度为 B 的匀强磁场与金属盒盒面垂直，高频交流电 的频率为 f，加速电压为 U，若中心粒子源处产生的质子质量为 m，电荷量为＋e，在加速器 中被加速．不考虑相对论效应，则下列说法正确是(　　) 图 D9－5 A．不改变磁感应强度 B 和交流电的频率 f，该加速器也可加速 α 粒子 B．加速的粒子获得的最大动能随加速电场 U 增大而增大 C．质子被加速后的最大速度不能超过 2πRf D．质子第二次和第一次经过 D 形盒间狭缝后轨道半径之比为 2∶1 7．如图 D9－6 所示，在半径为 R 的圆形区域内有匀强磁场，磁感应强度为 B，方向垂 直于圆平面(未画出)，一群比荷为 q m的负离子以相同的速率 v0(较大)由 P 点在纸平面内向不同 方向射入磁场中发生偏转后，又飞出磁场，则下列说法正确的是(不计重力)(　　) 图 D9－6 A．离子飞出磁场时的动能一定相等 B．离子在磁场中运动半径一定相等 C．由 Q 点飞出的离子在磁场中运动的时间最长 D．沿 PQ 方向射入的离子飞出时偏转角最大 三、计算题(58 分) 8．(18 分)如图 D9－7 所示，两平行金属导轨间的距离 L＝0.40 m，金属导轨所在的平 面与水平面夹角θ＝37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度 B＝0.50 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 E＝4.5 V、内阻 r＝0.50 Ω 的直流电 源．现把一个质量 m＝0.040 kg 的导体棒 ab 放在金属导轨上，导体棒恰好静止．导体棒与 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 R0＝2.5 Ω，金属导轨电 阻不计，g 取 10 m/s2.已知 sin37°＝0.60，cos37°＝0.80，求： (1)通过导体棒的电流； (2)导体棒受到的安培力大小； (3)导体棒受到的摩擦力． 图 D9－7 9．(20 分)如图 D9－8 所示，带电平行金属板 PQ 和 MN 之间的距离为 d；两块金属板 之间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为 B.建立如图所示的坐标系，x 轴平行于 金属板，且与金属板中心线重合，y 轴垂直于金属板．区域Ⅰ的左边界是 y 轴，右边界与区 域Ⅱ的左边界重合，且与 y 轴平行；区域Ⅱ的左、右边界平行．在区域Ⅰ和区域Ⅱ内分别存 在匀强磁场，磁感应强度大小均为 B，区域Ⅰ内的磁场垂直于 Oxy 平面向外，区域Ⅱ内的 磁场垂直于 Oxy 平面向里．一电子沿着 x 轴正向以速度 v0 射入平行板之间，在平行板间恰 好沿着 x 轴正向做直线运动，并先后通过区域Ⅰ和Ⅱ.已知电子电荷量为 e，质量为 m，区域 Ⅰ和区域Ⅱ沿 x 轴方向宽度均为 3mv0 2Be .不计电子重力． (1)求两金属板之间电势差 U； (2)求电子从区域Ⅱ右边界射出时，射出点的纵坐标 y； (3)撤除区域Ⅰ中的磁场而在其中加上沿 x 轴正向的匀强电场，使得该电子刚好不能从 区域Ⅱ的右边界飞出．求电子两次经过 y 轴的时间间隔 t. 图 D9－8 10．(20 分)如图 D9－9 所示装置中，区域Ⅰ和Ⅲ中分别有竖直向上和水平向右的匀强 电场，电场强度分别为 E 和 E 2；Ⅱ区域内有垂直向外的水平匀强磁场，磁感应强度为 B.一质 量为 m、带电荷量为 q 的带负电粒子(不计重力)从左边界 O 点正上方的 M 点以速度 v0 水平 射入电场，经水平分界线 OP 上的 A 点与 OP 成 60°角射入Ⅱ区域的磁场，并垂直竖直边界 CD 进入Ⅲ区域的匀强电场中．求： (1)粒子在Ⅱ区域匀强磁场中运动的轨道半径； (2)O、M 间的距离； (3)粒子从 M 点出发到第二次通过 CD 边界所经历的时间． 图 D9－9 45 分钟单元能力训练卷(九) 1．C　2.C 3．A　[解析] 电子向下定向移动形成电流，电子受到向左的洛伦兹力而向左偏，大量 的电子聚集在左侧，形成新的电场，且 b 点电势高于 a 点电势，A 正确． 4．BC　[解析] 在磁场中，磁感线疏密表示磁场的强弱，故 Ba＜Bb，选项 A 错误，选 项 B 正确；同一通电导线如果都垂直放入磁场中，则在 a 处受力一定比 b 处受力小，但如 果通电导线与磁场平行放置，受力均为零，选项 D 错误；若同一通电导线在 a 处垂直磁场 放置，在 b 处平行磁场放置，则在 a 处受力大于 b 处受力，选项 C 正确． 5．AC　[解析] 把电荷放入电场某处，如果电荷没有受到电场力的作用，则该处不存在 电场或该处的电场强度为零，故 A 对；把通电直导线放入某处，如果放置不合适，即使有 磁场存在，通电直导线也不受磁场力的作用，故 B 错；由电场强度的定义式 E＝ F q知，电场 强度等于试探电荷受到电场力 F 与所带电荷量 q 的比值，故 C 对；磁感应强度的定义式 B＝ F IL的成立是有条件的，即通电导线与磁场方向垂直，否则该定义式不成立，故 D 错． 6．CD　[解析] 质子被加速获得的最大速度受到 D 形盒最大半径限制，最大速度 vm＝2 πRf，C 正确；粒子旋转频率为 f＝ Bq 2πm，与被加速粒子的比荷有关，A 错误；粒子被加速 的最大动能 Ekm＝ 1 2mv2m＝2mπ2R2f2，与电压 U 无关，B 错误；运动半径 Rn＝ mvn Bq ，由 nUq＝ 1 2mv2n，故半径之比为 2∶1，D 正确． 7．BC　[解析] 磁场对电荷的洛伦兹力不做功，这些粒子从射入到射出动能不变，但质 量不一定相等，故动能可能不相等，A 错误；离子在磁场中偏转的半径为 R＝ mv0 qB ，所有离 子的偏转半径都相等，B 正确；同时各离子在磁场中做圆周运动的周期 T＝ 2πm qB 也相等，根 据几何关系，圆内较长的弦对应较大的圆心角，所以从 Q 点射出的粒子偏转角最大，在磁 场内运动的时间最长，C 正确；沿 PQ 方向射入的粒子不可能从 Q 点射出，故偏转角不是最 大，D 错误． 8．(1)1.5 A　(2)0.30 N (3)0.06 N，方向沿斜面向下 [解析] (1)根据闭合电路欧姆定律有 I＝ E R0＋r＝1.5 A. (2)导体棒受到的安培力 F 安＝BIL＝0.30 N. (3)将重力正交分解，设导体棒所受重力沿斜面的分力为 F1，则 F1＝mgsin37°＝0.24 N. 所以 F1