（廣東專用）高考物理一輪復(fù)習(xí)方案 45分鐘單元能力訓(xùn)練卷(九)

45分鐘單元能力訓(xùn)練卷(九)(考查范圍：第九單元分值：100分)一、單項(xiàng)選擇題(每小題6分，共18分)1．如圖D9－1所示，水平導(dǎo)線中通有穩(wěn)恒電流，導(dǎo)線正下方的電子e的初速度方向與電流方向相同，其后電子將()圖D9－1A．沿路徑a運(yùn)動，軌跡是圓B．沿路徑a運(yùn)動，半徑變小C．沿路徑a運(yùn)動，半徑變大D．沿路徑b運(yùn)動，半徑變小2．如圖D9－2所示，兩塊平行、正對金屬板水平放置，使上面金屬板帶上一定量的正電荷，下面金屬板帶上等量的負(fù)電荷，再在它們之間加上垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，一個帶電粒子以初速度v0沿垂直于電場和磁場的方向從兩塊金屬板左端中央射入后向上偏轉(zhuǎn)．若帶電粒子所受重力可忽略不計(jì)，仍按上述方式將帶電粒子射入兩板間，為使其向下偏轉(zhuǎn)，下列措施中一定不可行的是()圖D9－2A．僅增大帶電粒子射入時的速度B．僅增大兩塊金屬板所帶的電荷量C．僅減小粒子所帶電荷量D．僅改變粒子的電性3．如圖D9－3所示，銅質(zhì)導(dǎo)電板置于勻強(qiáng)磁場中，通電時銅板中電流方向向上．由于磁場的作用，則()圖D9－3A．板左側(cè)聚集較多電子，使b點(diǎn)電勢高于a點(diǎn)電勢B．板左側(cè)聚集較多電子，使a點(diǎn)電勢高于b點(diǎn)電勢C．板右側(cè)聚集較多電子，使a點(diǎn)電勢高于b點(diǎn)電勢D．板右側(cè)聚集較多電子，使b點(diǎn)電勢高于a點(diǎn)電勢二、雙項(xiàng)選擇題(每小題6分，共24分)4．磁場中某區(qū)域的磁感線如圖D9－4所示，則()圖D9－4A．a(chǎn)、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等，Ba＞BbB．a(chǎn)、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等，Ba＜BbC．同一通電導(dǎo)線放在a處受力可能比放在b處受力大D．同一通電導(dǎo)線放在a處受力一定比放在b處受力小5．下列說法中正確的是()A．電荷在某處不受到電場力的作用，則該處的電場強(qiáng)度為零B．一小段通電導(dǎo)線在某處不受到磁場力的作用，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零C．把一個試探電荷放在電場中的某點(diǎn)，它受到的電場力與所帶電荷量的比值表示該點(diǎn)電場的強(qiáng)弱D．把一小段通電導(dǎo)線放在磁場中某處，它受到的磁場力與該小段通電導(dǎo)線的長度和電流的乘積的比值表示該處磁場的強(qiáng)弱6．粒子回旋加速器的工作原理如圖D9－5所示，置于真空中的D形金屬盒的半徑為R，兩個金屬盒間的狹縫很小，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與金屬盒盒面垂直，高頻交流電的頻率為f，加速電壓為U，若中心粒子源處產(chǎn)生的質(zhì)子質(zhì)量為m，電荷量為＋e，在加速器中被加速．不考慮相對論效應(yīng)，則下列說法正確是()圖D9－5A．不改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B和交流電的頻率f，該加速器也可加速α粒子B．加速的粒子獲得的最大動能隨加速電場U增大而增大C．質(zhì)子被加速后的最大速度不能超過2πRfD．質(zhì)子第二次和第一次經(jīng)過D形盒間狹縫后軌道半徑之比為eq\r(2)∶17．如圖D9－6所示，在半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于圓平面(未畫出)，一群比荷為eq\f(q,m)的負(fù)離子以相同的速率v0(較大)由P點(diǎn)在紙平面內(nèi)向不同方向射入磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)后，又飛出磁場，則下列說法正確的是(不計(jì)重力)()圖D9－6A．離子飛出磁場時的動能一定相等B．離子在磁場中運(yùn)動半徑一定相等C．由Q點(diǎn)飛出的離子在磁場中運(yùn)動的時間最長D．沿PQ方向射入的離子飛出時偏轉(zhuǎn)角最大三、計(jì)算題(58分)8．(18分)如圖D9－7所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L＝0.40m，金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角θ＝37°，在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)，分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.50T、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場．金屬導(dǎo)軌的一端接有電動勢E＝4.5V、內(nèi)阻r＝0.50Ω的直流電源．現(xiàn)把一個質(zhì)量m＝0.040kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒恰好靜止．導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的電阻R0＝2.5Ω，金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì)，g取10m/s2.已知sin37°＝0.60，cos37°(1)通過導(dǎo)體棒的電流；(2)導(dǎo)體棒受到的安培力大?。?3)導(dǎo)體棒受到的摩擦力．圖D9－79．(20分)如圖D9－8所示，帶電平行金屬板PQ和MN之間的距離為d；兩塊金屬板之間有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.建立如圖所示的坐標(biāo)系，x軸平行于金屬板，且與金屬板中心線重合，y軸垂直于金屬板．區(qū)域Ⅰ的左邊界是y軸，右邊界與區(qū)域Ⅱ的左邊界重合，且與y軸平行；區(qū)域Ⅱ的左、右邊界平行．在區(qū)域Ⅰ和區(qū)域Ⅱ內(nèi)分別存在勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，區(qū)域Ⅰ內(nèi)的磁場垂直于Oxy平面向外，區(qū)域Ⅱ內(nèi)的磁場垂直于Oxy平面向里．一電子沿著x軸正向以速度v0射入平行板之間，在平行板間恰好沿著x軸正向做直線運(yùn)動，并先后通過區(qū)域Ⅰ和Ⅱ.已知電子電荷量為e，質(zhì)量為m，區(qū)域Ⅰ和區(qū)域Ⅱ沿x軸方向?qū)挾染鶠閑q\f(\r(3)mv0,2Be).不計(jì)電子重力．(1)求兩金屬板之間電勢差U；(2)求電子從區(qū)域Ⅱ右邊界射出時，射出點(diǎn)的縱坐標(biāo)y；(3)撤除區(qū)域Ⅰ中的磁場而在其中加上沿x軸正向的勻強(qiáng)電場，使得該電子剛好不能從區(qū)域Ⅱ的右邊界飛出．求電子兩次經(jīng)過y軸的時間間隔t.圖D9－810．(20分)如圖D9－9所示裝置中，區(qū)域Ⅰ和Ⅲ中分別有豎直向上和水平向右的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度分別為E和eq\f(E,2)；Ⅱ區(qū)域內(nèi)有垂直向外的水平勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的帶負(fù)電粒子(不計(jì)重力)從左邊界O點(diǎn)正上方的M點(diǎn)以速度v0水平射入電場，經(jīng)水平分界線OP上的A點(diǎn)與OP成60°角射入Ⅱ區(qū)域的磁場，并垂直豎直邊界CD進(jìn)入Ⅲ區(qū)域的勻強(qiáng)電場中．求：(1)粒子在Ⅱ區(qū)域勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動的軌道半徑；(2)O、M間的距離；(3)粒子從M點(diǎn)出發(fā)到第二次通過CD邊界所經(jīng)歷的時間．圖D9－9

45分鐘單元能力訓(xùn)練卷(九)1．C2.C3．A[解析]電子向下定向移動形成電流，電子受到向左的洛倫茲力而向左偏，大量的電子聚集在左側(cè)，形成新的電場，且b點(diǎn)電勢高于a點(diǎn)電勢，A正確．4．BC[解析]在磁場中，磁感線疏密表示磁場的強(qiáng)弱，故Ba＜Bb，選項(xiàng)A錯誤，選項(xiàng)B正確；同一通電導(dǎo)線如果都垂直放入磁場中，則在a處受力一定比b處受力小，但如果通電導(dǎo)線與磁場平行放置，受力均為零，選項(xiàng)D錯誤；若同一通電導(dǎo)線在a處垂直磁場放置，在b處平行磁場放置，則在a處受力大于b處受力，選項(xiàng)C正確．5．AC[解析]把電荷放入電場某處，如果電荷沒有受到電場力的作用，則該處不存在電場或該處的電場強(qiáng)度為零，故A對；把通電直導(dǎo)線放入某處，如果放置不合適，即使有磁場存在，通電直導(dǎo)線也不受磁場力的作用，故B錯；由電場強(qiáng)度的定義式E＝eq\f(F,q)知，電場強(qiáng)度等于試探電荷受到電場力F與所帶電荷量q的比值，故C對；磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式B＝eq\f(F,IL)的成立是有條件的，即通電導(dǎo)線與磁場方向垂直，否則該定義式不成立，故D錯．6．CD[解析]質(zhì)子被加速獲得的最大速度受到D形盒最大半徑限制，最大速度vm＝2πRf，C正確；粒子旋轉(zhuǎn)頻率為f＝eq\f(Bq,2πm)，與被加速粒子的比荷有關(guān)，A錯誤；粒子被加速的最大動能Ekm＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)＝2mπ2R2f2，與電壓U無關(guān)，B錯誤；運(yùn)動半徑Rn＝eq\f(mvn,Bq)，由nUq＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,n)，故半徑之比為eq\r(2)∶1，D正確．7．BC[解析]磁場對電荷的洛倫茲力不做功，這些粒子從射入到射出動能不變，但質(zhì)量不一定相等，故動能可能不相等，A錯誤；離子在磁場中偏轉(zhuǎn)的半徑為R＝eq\f(mv0,qB)，所有離子的偏轉(zhuǎn)半徑都相等，B正確；同時各離子在磁場中做圓周運(yùn)動的周期T＝eq\f(2πm,qB)也相等，根據(jù)幾何關(guān)系，圓內(nèi)較長的弦對應(yīng)較大的圓心角，所以從Q點(diǎn)射出的粒子偏轉(zhuǎn)角最大，在磁場內(nèi)運(yùn)動的時間最長，C正確；沿PQ方向射入的粒子不可能從Q點(diǎn)射出，故偏轉(zhuǎn)角不是最大，D錯誤．8．(1)1.5A(2)0.30(3)0.06N，方向沿斜面向下[解析](1)根據(jù)閉合電路歐姆定律有I＝eq\f(E,R0＋r)＝1.5A.(2)導(dǎo)體棒受到的安培力F安＝BIL＝0.30N.(3)將重力正交分解，設(shè)導(dǎo)體棒所受重力沿斜面的分力為F1，則F1＝mgsin37°＝0.24N.所以F1<F安，導(dǎo)體棒受力如圖所示，根據(jù)平衡條件有mgsin37°＋f＝F安．解得f＝0.06N，方向沿斜面向下．9．(1)Bv0d(2)eq\f(mv0,eB)(3)eq\f(5m,eB)[解析](1)電子在平行板間做直線運(yùn)動，電場力與洛倫茲力平衡，則eE＝ev0B而U＝Ed聯(lián)立解得：U＝Bv0d.(2)如圖所示，電子進(jìn)入?yún)^(qū)域I做勻速圓周運(yùn)動，向上偏轉(zhuǎn)，洛倫茲力提供向心力，則ev0B＝eq\f(mveq\o\al(2,0),R)設(shè)電子在區(qū)域Ⅰ中沿著y軸偏轉(zhuǎn)距離為y0，區(qū)域I的寬度為b(b＝eq\f(\r(3)mv0,2Be))，則(R－y0)2＋b2＝R2聯(lián)立解得：y0＝eq\f(mv0,2eB).因?yàn)殡娮釉趦蓚€磁場中有相同的偏轉(zhuǎn)量，故電子從區(qū)域Ⅱ射出點(diǎn)的縱坐標(biāo)y＝2y0＝eq\f(mv0,eB).(3)電子剛好不能從區(qū)域Ⅱ的右邊界飛出，說明電子在區(qū)域Ⅱ中做勻速圓周運(yùn)動的軌跡恰好與區(qū)域Ⅱ的右邊界相切，圓半徑恰好與區(qū)域Ⅱ?qū)挾认嗤娮舆\(yùn)動軌跡如圖所示．設(shè)電子進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ時的速度為v，則有evB＝meq\f(v2,r)由r＝b得：v＝eq\f(\r(3),2)v0.電子通過區(qū)域Ⅰ的過程中，向右做勻變速直線運(yùn)動，此過程中平均速度eq\o(v,\s\up6(－))＝eq\f(v0＋v,2).電子通過區(qū)域Ⅰ的時間：t1＝eq\f(b,v)(b為區(qū)域Ⅰ的寬度eq\f(\r(3)mv0,2Be))解得：t1＝2(2eq\r(3)－3)eq\f(m,eB).電子在區(qū)域Ⅱ中運(yùn)動了半個圓周，設(shè)電子做圓周運(yùn)動的周期為T，則T＝eq\f(2πm,eB).電子在區(qū)域中運(yùn)動的時間t2＝eq\f(T,2)＝eq\f(πm,eB).電子反向通過區(qū)域Ⅰ的時間仍為t1，t＝2t1＋t2＝(8eq\r(3)－12＋π)eq\f(m,eB)≈eq\f(5m,eB).所以，電子兩次經(jīng)過y軸的時間間隔為eq\f(5m,eB).10．(1)eq\f(2mv0,qB)(2)eq\f(3mveq\o\al(2,0),2qE)(3)t＝eq\f(（8＋\r(3)）mv0,qE)＋eq\f(πm,3qB)[解析](1)粒子在勻強(qiáng)電場中做類平拋運(yùn)動，設(shè)粒子過A點(diǎn)時速度為v，由類平拋運(yùn)動規(guī)律有v＝eq\f(v0,cos60°)粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動，由牛頓第二定律得Bqv＝meq\f(v2,R)解得R＝eq\f(2mv0,qB).(2)設(shè)粒子在電場中運(yùn)動時間為t1，加速度為a，則有qE＝mav0tan60°＝at1解得t1＝eq\f(\r(3)mv0,qE)O、M兩點(diǎn)間的距離為L＝eq\f(1,2)ateq\o\al(2,1)＝eq\f(3mveq\o\al(2,0),2qE).(3)設(shè)粒子在Ⅱ區(qū)域磁場中運(yùn)動時間為t2.由幾