第八章章末達標驗收

1、(教師用書獨具)(時間：50分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共12小題，每小題5分，共60分，每小題至少有一個選項正確，選對但選不全得3分，有錯選或不答的得0分)1.(2012河北衡水中學(xué)調(diào)研)如圖1所示，平行于紙面水平向右的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B11 T。位于紙面內(nèi)的細直導(dǎo)線，長L1 m，通有I1 A的恒定電流。當導(dǎo)線與B1成60夾角時，發(fā)現(xiàn)其受到的安培力為零，則該區(qū)域同時存在的另一勻強磁場的磁感應(yīng)強度B2的可能值是()圖1A. TB. TC1 T D. T解析：選BCD當導(dǎo)線與B1成60夾角時，發(fā)現(xiàn)其受到的安培力為零，說明該區(qū)域同時存在著另一勻強磁場B2，并且B2與B1的合磁場的磁感應(yīng)

2、強度方向沿導(dǎo)線方向，根據(jù)矢量合成的三角形定則，可知B2B1sin 60 T，所以B2的值不可能為 T，選項A錯誤，B、C、D正確。21922年英國物理學(xué)家阿斯頓因質(zhì)譜儀的發(fā)明、同位素和質(zhì)譜的研究榮獲了諾貝爾化學(xué)獎。若速度相同的同一束粒子由左端射入質(zhì)譜儀后的運動軌跡如圖2所示，則下列相關(guān)說法中正確的是()圖2A該束帶電粒子帶負電B速度選擇器的P1極板帶正電C在B2磁場中運動半徑越大的粒子，質(zhì)量越大D在B2磁場中運動半徑越大的粒子，比荷q/m越小解析：選BD由帶電粒子在磁場B2中的偏轉(zhuǎn)方向可知，粒子帶正電，選項A錯誤；帶電粒子在如圖所示的速度選擇器中受到兩個力平衡，即qvBqE，因為受到的洛倫茲力

3、方向向上，故受到的電場力方向向下，則P1極板帶正電，選項B正確；帶電粒子在右側(cè)的偏轉(zhuǎn)磁場中，半徑R，則比荷越小，半徑越大，選項D正確，選項C錯誤。3. (2012山西四校聯(lián)考)回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心部分是與高頻交變電源兩極相連接的兩個D形金屬盒，兩盒間的狹縫中形成周期性變化的電場，使帶電粒子在通過狹縫時都能得到加速，兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強磁場中，如圖3所示，要增大帶電粒子射出時的動能，則下列說法正確的是()圖3A增大電場的加速電壓B增大D形金屬盒的半徑C減小狹縫間的距離D減小磁場的磁感應(yīng)強度解析：選B設(shè)帶電粒子從回旋加速器射出時的速度為v，則由牛頓第二定律和圓周運動知

4、識得qvBm，解得v，故帶電粒子從D形金屬盒射出時的動能Ek，由此式可以看出，要使Ek增大，可以增大D形金屬盒的半徑R或磁場的磁感應(yīng)強度B，B正確，A、C、D錯誤。4.如圖4所示，垂直于紙面向里的勻強磁場分布在正方形abcd區(qū)域內(nèi)，O點是cd邊的中點。一個帶正電的粒子僅在磁場力的作用下，從O點沿紙面以垂直于cd邊的速度射入正方形內(nèi)，經(jīng)過時間t0剛好從c點射出磁場?，F(xiàn)設(shè)法使該帶電粒子從O點沿紙面以與Od成30角的方向，以大小不同的速度射入正方形內(nèi)，那么下列說法中正確的是()圖4A若該帶電粒子在磁場中經(jīng)歷的時間是t0，則它一定從cd邊射出磁場B若該帶電粒子在磁場中經(jīng)歷的時間是t0，則它一定從ad邊

5、射出磁場C若該帶電粒子在磁場中經(jīng)歷的時間是t0，則它一定從bc邊射出磁場D若該帶電粒子在磁場中經(jīng)歷的時間是t0，則它一定從ab邊射出磁場解析：選AC如圖所示，作出剛好從ab邊射出的軌跡、剛好從bc邊射出的軌跡、從cd邊射出的軌跡和剛好從ad邊射出的軌跡。由從O點沿紙面從垂直于cd邊的速度射入正方形內(nèi)，經(jīng)過時間t0剛好從c點射出磁場可知，帶電粒子在磁場中做圓周運動的周期是2t0?？芍?，從ad邊射出經(jīng)歷的時間一定小于t0；從ab邊射出經(jīng)歷的時間一定大于等于t0，小于t0；從bc邊射出經(jīng)歷的時間一定大于等于，小于t0；從cd邊射出經(jīng)歷的時間一定是t0。所以選擇A、C正確。5(2012洛陽統(tǒng)考)顯像管

6、原理的示意圖如圖5所示，當沒有磁場時，電子束將打在熒光屏正中的O點，安裝在管徑上的偏轉(zhuǎn)線圈可以產(chǎn)生磁場，使電子束發(fā)生偏轉(zhuǎn)。設(shè)垂直紙面向里的磁場方向為正方向，若使電子打在熒光屏上的位置由a點逐漸移動到b點，下列變化的磁場能夠使電子發(fā)生上述偏轉(zhuǎn)的是()圖5圖6解析：選A根據(jù)左手定則判斷磁場的方向，電子偏轉(zhuǎn)到a點時，根據(jù)左手定則可知，磁場方向垂直紙面向外，對應(yīng)Bt圖，圖線應(yīng)在t軸下方，選項C、D錯誤；電子偏轉(zhuǎn)到b點時，根據(jù)左手定則可知，磁場方向垂直紙面向里，對應(yīng)Bt圖，圖線應(yīng)在t軸上方，A正確，B錯誤。6(2012黑龍江佳木斯調(diào)研)場強為E的勻強電場和磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場正交。如圖7所示，質(zhì)量為

7、m的帶電粒子在垂直于磁場方向的豎直平面內(nèi)，做半徑為R的勻速圓周運動，設(shè)重力加速度為g，則下列結(jié)論正確的是()圖7A粒子帶負電，且qB粒子沿順時針方向轉(zhuǎn)動C粒子速度大小vD粒子的機械能守恒解析：選ABC帶電粒子在復(fù)合場中做半徑為R的勻速圓周運動，電場力和重力一定等大、反向，粒子帶負電，A正確；洛倫茲力指向圓心，根據(jù)左手定則可知粒子沿順時針方向轉(zhuǎn)動，B正確；根據(jù)R可推知v，C正確；粒子在運動過程中電場力做功，粒子的機械能不守恒，D錯誤。7(2012河南鄭州質(zhì)檢)如圖8所示，在垂直紙面向里的水平勻強磁場中，水平放置一根粗糙絕緣細直桿，有一個重力不能忽略、中間帶有小孔的帶正電小球套在細桿上?，F(xiàn)在給小球

8、一個水平向右的初速度v0，假設(shè)細桿足夠長，小球在運動過程中電量保持不變，桿上各處的動摩擦因數(shù)相同，則小球運動的速度v與時間t的關(guān)系圖象可能是()圖8圖9解析：選BD小球受到的洛倫茲力豎直向上，若小球的初速度v0滿足洛倫茲力和重力等大，則小球做勻速直線運動，B正確。若小球的初速度v0滿足洛倫茲力大于重力，則小球做加速度越來越小的減速運動，當洛倫茲力和重力相等時，小球做勻速運動；若小球的初速度v0滿足洛倫茲力小于重力，則小球做加速度越來越大的減速運動，直至減速為零，D正確。8如圖10所示，在沿水平方向向里的勻強磁場中，帶電小球A與B在同一直線上，其中小球B帶正電荷并被固定，小球A與一水平放置的光滑

9、絕緣板C接觸(不粘連)而處于靜止狀態(tài)。若將絕緣板C沿水平方向抽去后，以下說法正確的是()圖10A小球A仍可能處于靜止狀態(tài)B小球A將可能沿軌跡1運動C小球A將可能沿軌跡2運動D小球A將可能沿軌跡3運動解析：選AB小球A處于靜止狀態(tài)，可判斷小球A帶正電，若此時小球A重力與庫侖力平衡，將絕緣板C沿水平方向抽去后，小球A仍處于靜止狀態(tài)；若庫侖力大于小球A重力，則將絕緣板C沿水平方向抽去后，小球A向上運動，此后小球A在庫侖力、重力、洛倫茲力的作用下將可能沿軌跡1運動。9如圖11所示，在豎直向下的勻強磁場中，有兩根豎直放置的平行導(dǎo)軌AB、CD，導(dǎo)軌上放有質(zhì)量為m的金屬棒MN，棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為，現(xiàn)從

10、t0時刻起，給棒通以圖示方向的電流，且電流強度與時間成正比，即Ikt，其中k為恒量。若金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直，則下列表示棒所受的摩擦力隨時間變化的四幅圖中正確的是()圖11圖12解析：選C當FfBILBLktmg時，棒沿導(dǎo)軌向下減速；在棒停止運動前，所受摩擦力為滑動摩擦力，大小為FfBLkt；當棒停止運動時，摩擦力立即變?yōu)殪o摩擦力，大小為Ffmg，故選項C正確。10.如圖13所示，ABC為與勻強磁場垂直的邊長為a的等邊三角形，磁場垂直于紙面向外，比荷為的電子以速度v0從A點沿AB方向射入，欲使電子能經(jīng)過BC邊，則磁感應(yīng)強度B的取值應(yīng)為()圖13AB BBCB解析：選C由題意，如圖所示，電子正好經(jīng)

11、過C點，此時圓周運動的半徑R，要想電子從BC邊經(jīng)過，圓周運動的半徑要大于，由帶電粒子在磁場中運動的公式r有，即B，C選項正確。11(2012南通一調(diào))如圖14所示，在MN、PQ間同時存在勻強磁場和勻強電場，磁場方向垂直紙面水平向外，電場在圖中沒有標出。一帶電小球從a點射入場區(qū)，并在豎直面內(nèi)沿直線運動至b點，則小球()圖14A一定帶正電B受到電場力的方向一定水平向右C從a到b過程，克服電場力做功D從a到b過程中可能做勻加速運動解析：選C因小球受到的洛倫茲力FqvB隨小球速度變化而變化，為使帶電小球能在場內(nèi)做直線運動，必須滿足小球的速度大小不能變化的條件，即小球受力平衡，做勻速直線運動，D錯誤；小

12、球共受到三個力的作用：重力、電場力和洛倫茲力，無論小球帶何種電荷，三力均可能平衡，故A、B錯誤；從a到b的過程中，小球的動能不變，根據(jù)動能定理有EkWGW電場W洛倫茲0，其中洛倫茲力不做功，重力做正功，所以電場力必做負功，C正確。12如圖15所示，寬h2 cm的有界勻強磁場的縱向范圍足夠大，磁感應(yīng)強度的方向垂直紙面向內(nèi)，現(xiàn)有一群正粒子從O點以相同的速率沿紙面不同方向進入磁場，若粒子在磁場中做勻速圓周運動的軌道半徑均為r5 cm，則()圖15A右邊界：4 cmy4 cm有粒子射出B右邊界：y4 cm和y4 cm有粒子射出C左邊界：y8 cm有粒子射出D左邊界：0y8 cm有粒子射出解析：選AD如

13、圖所示，當帶電粒子從右邊界射出，范圍是從A點到B點，即4 cmy4 cm，當從左邊界射出，范圍是從O點到C點，即0y8 cm。二、非選擇題(本題共4小題，共40分，按題目要求作答，解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)13(8分)如圖16所示，一質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒MN兩端分別放在兩個固定的光滑圓形導(dǎo)軌上，兩導(dǎo)軌平行且間距為L，導(dǎo)軌處在豎直向上的勻強磁場中，當導(dǎo)體棒中通一自左向右的電流I時，導(dǎo)體棒靜止在與豎直方向成37角的導(dǎo)軌上，取sin 370.6，cos 370.8，求：圖16(1)磁場的磁感應(yīng)強度B；(2)每個圓導(dǎo)軌對導(dǎo)體棒的支持力大小FN。解析：(1)從左向

14、右看受力分析如圖所示，由受力平衡得：tan 37解得：B(2)兩導(dǎo)軌對棒的支持力2FN，滿足：2FNcos 37mg解得：FNmg即每個圓導(dǎo)軌對導(dǎo)體棒的支持力大小為mg。答案：(1)(2)mg14(10分)如圖17所示，在空間中存在垂直紙面向外，寬度為d的有界勻強磁場。一質(zhì)量為m，帶電荷量為q的粒子自下邊界的P點處以速度v沿與下邊界成30角的方向垂直射入磁場，恰能垂直于上邊界射出，不計粒子重力，題中d、m、q、v均為已知量。則圖17(1)粒子帶何種電荷？(2)磁場磁感應(yīng)強度為多少？解析：(1)粒子帶正電。(2)粒子在磁場中運動軌跡如圖所示，設(shè)圓周運動半徑為r，由幾何關(guān)系可得rcos 30d由向

15、心力公式qvBm由以上兩式可解得B答案：(1)帶正電(2)15(10分)如圖18所示，在一個圓形區(qū)域內(nèi)，兩個方向都垂直于紙面向外的勻強磁場分布在以直徑A2A4為邊界的兩個半圓形區(qū)域、中，直徑A2A4與A1A3的夾角為60，一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子以某一速度從區(qū)的邊緣點A1處沿與A1A3成30角的方向射入磁場，再以垂直A2A4的方向經(jīng)過圓心O進入?yún)^(qū)，最后再從A2處射出磁場。已知該粒子從射入到射出磁場所用的時間為t，求區(qū)和區(qū)中磁感應(yīng)強度B1和B2的大小(忽略粒子重力)圖18解析：粒子區(qū)運動軌跡的圓心在A2處，由幾何知識和題意可知，軌道半徑R1R，則R軌跡所對應(yīng)的圓心角1則運動時間t1粒子在區(qū)

16、運動軌跡的圓心在OA2的中點，由幾何關(guān)系可知軌跡半徑R2，則R軌跡對應(yīng)的圓心角2，則運動時間t2由題意知：tt1t2由式聯(lián)立解得：B22B1，B1，B2答案：16(12分)如圖19所示，豎直平面內(nèi)有相互垂直的勻強電場和勻強磁場，電場強度E12 500 N/C，方向豎直向上；磁感應(yīng)強度B103 T，方向垂直紙面向外；有一質(zhì)量m1102 kg、電荷量q4105 C的帶正電小球自O(shè)點沿與水平線成45角以v04 m/s的速度射入復(fù)合場中，之后小球恰好從P點進入電場強度E22 500 N/C，方向水平向左的第二個勻強電場中。不計空氣阻力，g取10 m/s2。求：圖19(1)O點到P點的距離s1；(2)帶電小球經(jīng)過P點的正下方Q點時與P點的距離s2。解析：(1)帶電小球在正交的勻強電場和勻強磁場中受到的重力Gmg0.1 N電場力F1qE10.1 N即GF1，故帶電小球在正交的電磁場中由O到P做勻速圓周運動根據(jù)牛頓第二定律得：qv0Bm