（广东专用）高考物理一轮复习方案 45分钟单元能力训练卷(九)

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D9－1A．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D9－2A．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D9－3A．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D9－4A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＞BbB．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＜BbC．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D9－5A．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2πRfD．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eq\r(2)∶17．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eq\f(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D9－6A．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＝0.40m，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＝0.50T、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＝4.5V、内阻r＝0.50Ω的直流电源．现把一个质量m＝0.040kg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＝2.5Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s2.已知sin37°＝0.60，cos37°(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D9－79．(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eq\f(\r(3)mv0,2Be).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D9－810．(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eq\f(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．C2.C3．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＝eq\f(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＝eq\f(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＝2πRf，C正确；粒子旋转频率为f＝eq\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＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)＝2mπ2R2f2，与电压U无关，B错误；运动半径Rn＝eq\f(mvn,Bq)，由nUq＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,n)，故半径之比为eq\r(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＝eq\f(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＝eq\f(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)1.5A(2)0.30(3)0.06N，方向沿斜面向下[解析](1)根据闭合电路欧姆定律有I＝eq\f(E,R0＋r)＝1.5A.(2)导体棒受到的安培力F安＝BIL＝0.30N.(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°＝0.24N.所以F1<F安，导体棒受力如图所示，根据平衡条件有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)电子在平行板间做直线运动，电场力与洛伦兹力平衡，则eE＝ev0B而U＝Ed联立解得：U＝Bv0d.(2)如图所示，电子进入区域I做匀速圆周运动，向上偏转，洛伦兹力提供向心力，则ev0B＝eq\f(mveq\o\al(2,0),R)设电子在区域Ⅰ中沿着y轴偏转距离为y0，区域I的宽度为b(b＝eq\f(\r(3)mv0,2Be))，则(R－y0)2＋b2＝R2联立解得：y0＝eq\f(mv0,2eB).因为电子在两个磁场中有相同的偏转量，故电子从区域Ⅱ射出点的纵坐标y＝2y0＝eq\f(mv0,eB).(3)电子刚好不能从区域Ⅱ的右边界飞出，说明电子在区域Ⅱ中做匀速圆周运动的轨迹恰好与区域Ⅱ的右边界相切，圆半径恰好与区域Ⅱ宽度相同．电子运动轨迹如图所示．设电子进入区域Ⅱ时的速度为v，则有evB＝meq\f(v2,r)由r＝b得：v＝eq\f(\r(3),2)v0.电子通过区域Ⅰ的过程中，向右做匀变速直线运动，此过程中平均速度eq\o(v,\s\up6(－))＝eq\f(v0＋v,2).电子通过区域Ⅰ的时间：t1＝eq\f(b,v)(b为区域Ⅰ的宽度eq\f(\r(3)mv0,2Be))解得：t1＝2(2eq\r(3)－3)eq\f(m,eB).电子在区域Ⅱ中运动了半个圆周，设电子做圆周运动的周期为T，则T＝eq\f(2πm,eB).电子在区域中运动的时间t2＝eq\f(T,2)＝eq\f(πm,eB).电子反向通过区域Ⅰ的时间仍为t1，t＝2t1＋t2＝(8eq\r(3)－12＋π)eq\f(m,eB)≈eq\f(5m,eB).所以，电子两次经过y轴的时间间隔为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)粒子在匀强电场中做类平抛运动，设粒子过A点时速度为v，由类平抛运动规律有v＝eq\f(v0,cos60°)粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得Bqv＝meq\f(v2,R)解得R＝eq\f(2mv0,qB).(2)设粒子在电场中运动时间为t1，加速度为a，则有qE＝mav0tan60°＝at1解得t1＝eq\f(\r(3)mv0,qE)O、M两点间的距离为L＝eq\f(1,2)ateq\o\al(2,1)＝eq\f(3mveq\o\al(2,0),2qE).(3)设粒子在Ⅱ区域磁场中运动时间为t2.由几