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doc 2019届高三物理一轮复习暑假预习作业(八) 一、单选题 1.在题图所示电路中,电池均相同,当电键S分别置于a、b两处时,导线MM′与NN′之间的安培力的大小为fa、fb,判断这两段导线(  ) A. 相互吸引,fa>fb B. 相互排斥,fa>fb C. 相互吸引,fa<fb D. 相互排斥,fa<fb 2.如图所示,带电粒子垂直进入匀强磁场.下列判断正确的是(  ) A. 粒子向左偏转 B. 粒子向右偏转 C. 粒子垂直纸面向里偏转 D. 粒子垂直纸面向外偏转 3.如图所示为一电流表的原理示意图.质量为m= 20 g的均质细金属棒MN的中点处通过挂钩与竖直悬挂的弹簧相连,绝缘弹簧劲度系数为k.在矩形区域abcd内有匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外.与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数,MN的长度大于ab边长度.当MN中没有电流通过且处于平衡状态时,MN与矩形区域的cd边重合;当MN中有电流通过时,指针示数可表示电流强度.若已知弹簧的劲度系数为8.0 N/m.ab边长度为0.20 m,bc边长度为0.050 m,B=0.40 T.不计通电时电流产生的磁场的作用,此电流表的量程为(  ) A. 5.0 AB. 3.0 AC. 2.5 AD. 1.0 A 4.如图所示为质谱仪的原理图.利用这种质谱仪可以对氢元素进行测量.氢元素的各种同位素,从容器A下方的小孔S1进入加速电压为U的加速电场,可以认为从容器出来的粒子初速度为零.粒子被加速后从小孔S2进入磁感应强度为B的匀强磁场,最后打在照相底片D上,形成a、b、c三条质谱线.关于氢的三种同位素进入磁场时速率的排列顺序和三条谱线的排列顺序,下列说法中正确的是:( ) A. 进磁场时速率从大到小的排列顺序是氕、氘、氚 B. 进磁场时速率从大到小的排列顺序是氚、氘、氕 C.a、b、c三条谱线的排列顺序是氕、氘、氚 D.a、b、c三条谱线的排列顺序是氘、氚、氕 5.如图所示,表面粗糙的斜面固定于地面上,并处于方向垂直纸面向里的匀强磁场B中。质量为m,带电量为+q的小滑块从斜面顶端由静止下滑。对滑块下滑的过程,下列判断正确的是( ) A. 滑块受到的洛仑兹力方向垂直斜面向上 B. 滑块受到的摩擦力大小不变 C. 滑块一定不能到达斜面底端 D. 滑块到达地面时的动能与B的大小有关 6.如图所示,两平行的粗糙金属导轨水平固定在匀强磁场中,磁感应强度为B,导轨宽度为L,一端与电源连接.一质量为m的金属棒ab垂直于平行导轨放置并接触良好,金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ=,在安培力的作用下,金属棒以v0的速度向右匀速运动,通过改变磁感应强度的方向,可使流过导体棒的电流最小,此时磁感应强度的方向与竖直方向的夹角为(  ) A. 37°B. 30°C. 45°D. 60° 7.如图,在xOy平面中有一通电直导线与Ox、Oy轴相交,导线中电流方向如图所示.该区域有匀强磁场,通电直导线所受磁场力的方向与Oz轴的正方向相同.该磁场的磁感应强度的方向可能是(  ) A. 沿z轴正方向B. 沿z轴负方向 C. 沿x轴正方向D. 沿y轴负方向 8.如图1,空间某区域存在匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向上(与纸面平行),磁场方向垂直于纸面向里,三个带正电的微粒a、b、c电荷量相等,质量分别为ma、mb、mc,已知在该区域内,a在纸面内做匀速圆周运动,b在纸面内向右做匀速直线运动,c在纸面内向左做匀速直线运动.下列选项正确的是(  ) 图1 A.ma>mb>mcB.mb>ma>mc C.mc>ma>mbD.mc>mb>ma 二、多选题 9.(多选)环形对撞机是研究高能粒子的重要装置,其工作原理的示意图如图所示.正、负离子由静止经过电压为U的直线加速器加速后,沿圆环切线方向射入对撞机的真空环状空腔内,空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场,磁感应强度大小为B.两种带电粒子将被局限在环状空腔内,沿相反方向做半径相等的匀速圆周运动,从而在碰撞去迎面相撞.为维持带电粒子在环状空腔中的匀速圆周运动,下列说法中正确的是( ) A. 对于给定的加速电压,带电粒子的比荷q/m越大,磁感应强度B越大 B. 对于给定的加速电压,带电粒子的比荷q/m越大,磁感应强度B越小 C. 对于给定的带电粒子,加速电压U越大,粒子运动的周期越小 D. 对于给定的带电粒子,不管加速电压U多大,粒子运动的周期都不变 10.(多选)设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,如图所示,已知一离子在电场力和洛仑兹力的作用下,从静止开始自A点沿曲线ACB运动,到达B点时速度为零,C点是运动的最低点,忽略重力,以下说法正确的是( ) A. 这离子带负电荷 B.A点和B点位于同一高度 C. 离子在C点时速度最大 D. 离子到达B点时,将沿原曲线返回A点 11.(多选)极光是由来自太阳的高能量带电粒子流高速冲进高空稀薄大气层时,被地球磁场俘获,从而改变原有运动方向,向两极做螺旋运动而形成的.科学家发现并证实,向两极做螺旋运动的这些高能粒子的旋转半径是不断减小的,这主要与下列哪些因素有关( ) A. 洛伦兹力对粒子做负功,使其动能减小 B. 空气阻力做负功,使其动能减小 C. 南,北两极的磁感应强度增强 D. 太阳对粒子的引力做负功 12.(多选)如图所示,MN是磁感应强度为B的匀强磁场的边界。一质量为m、电荷量为q的粒子在纸面内从O点射入磁场。若粒子速度为v0,最远能落在边界上的A点。下列说法正确的有( ) A. 若粒子落在A点的左侧,其速度一定小于v0 B. 若粒子落在A点的右侧,其速度一定大于v0 C. 若粒子落在A点左右两侧d的范围内,其速度不可能小于 D. 若粒子落在A点左右两侧d的范围内,其速度不可能大于 三、计算题 13.如图所示,边长L=2m的正方形abcd区域(含边界)内,存在着垂直于区域表面向内的匀强磁场,磁感应强度日=0.5t带电平行金属板MN,PQ间形成了匀强电场E(不考虑金属板在其它区域形成的电场).MN放在ad边上,两板左端肘,P恰在ab边上,两板右端N,Q间有一绝缘挡板EF,EF申间有一小孔O,金属板长度,板间距,挡板长度均为导.在M和P的中间位置有一离子源s,能够正对孔O不断发射出各种速率的带负电离子,离子的电荷量均为q=1.6×10﹣16C,质量均为m=3.2×1025kg.(不计离子的重力,不考虑离子之间的相互作用,离子打到金属板或挡板上后将不反弹) (1)当电场强度E0=2×105N/C时,求能够袷SO连线穿过孔O的离子的速率v; (2)电场强度取值在一定范围内时,可使沿so连线穿过O并进入磁场区域的离子直接从bc边射出,求满足条件的电场强度最大值E1及在此种情况下,离子在磁场区域运动的时间t; (3)在电场强度取第(2)问中满足条件的最小值的情况下,紧贴磁场边缘cd的内侧,从c点沿cd方向入射一电荷量分也为q,质量也为m,的带正电离子,要保证磁场中能够发生正,负离子的相向正碰(碰撞时两离子的速度方向恰好相反),求该正离子入射的速率v. 14.如图所示,三个同心圆是磁场的理想边界,圆1半径R1=R,圆2半径R2=3R,圆3半径R3(R3>R2)大小未定,圆1内部区域磁感应强度为B,圆1与圆2之间的环形区域是无场区,圆2与圆3之间的环形区域磁感应强度也为B。两个区域磁场方向均垂直于纸面向里。t=0时一个质量为m,带电量为+q(q>0)的离子(不计重力),从圆1上的A点沿半径方向以速度飞进圆1内部磁场。问: (1)离子经多长时间第一次飞出圆1? (2)离子飞不出环形磁场圆3边界,则圆3半径R3至少为多大? (3)在满足了(2)小题的条件后,离子自A点射出后会在两个磁场不断地飞进飞出,从t=0开始到离子第二次回到A点,离子运动的总时间为多少? (4)在同样满足了(2)小题的条件后,若环形磁场方向为垂直于纸面向外,其它条件不变,从t=0开始到离子第一次回到A点,离子运动的路径总长为多少? 15.有一个放射源水平放射出、和三种射线,垂直射入如图所示磁场。区域Ⅰ和Ⅱ的宽度均为d,各自存在着垂直纸面的匀强磁场,两区域的磁感强度大小B相等,方向相反(粒子运动不考虑相对论效应)。 (1)若要筛选出速率大于v1的粒子进入区域Ⅱ,求磁场宽度d与B和v1的关系。 (2)若B=0.0034T,v1=0.1c(c是光速),则可得d;粒子的速率为0.001c,计算和射线离开区域Ⅰ时的距离;并给出去除和射线的方法。 (3)当d满足第(1)小题所给关系时,请给出速率在 v1>v>v2区间的粒子离开区域Ⅱ时的位置和方向。 (4)请设计一种方案,能使离开区域Ⅱ的粒子束在右侧聚焦且水平出射。 已知:电子质量,粒子质量,电子电荷量,(x<<1时)