2017-2018学年粤教版高中物理选修3-1章末质量评估（三）.doc

1、 章末质量评估章末质量评估(三三) 一、单项选择题一、单项选择题(本题共本题共 10 小题小题，每题每题 3 分分，共共 30 分每小题分每小题 中只有一个选项是正确的中只有一个选项是正确的， 选对得选对得 3 分分， 错选不选或多选均不得分错选不选或多选均不得分 ) 1如图所示的四个实验现象中如图所示的四个实验现象中，不能表明在电流周围能产生磁不能表明在电流周围能产生磁 场的是场的是( ) A图甲中图甲中，导线通电后磁针发生偏转导线通电后磁针发生偏转 B图乙中图乙中，通电导线在磁场中受到力的作用通电导线在磁场中受到力的作用 C图丙中图丙中，当电流方向相同时当电流方向相同时，导线相互靠近导线相

2、互靠近 D图丁中图丁中，当电流方向相反时当电流方向相反时，导线相互远离导线相互远离 答案：答案：B 2如图所示如图所示，E、F 分别表示蓄电池两极分别表示蓄电池两极，P、Q 分别表示螺线分别表示螺线 管两端当闭合开关时管两端当闭合开关时，发现小磁针发现小磁针 N 极偏向螺线管极偏向螺线管 Q 端下列判端下列判 断断正确的是正确的是( ) AF 为蓄电池负极为蓄电池负极 B螺线管螺线管 P 端为端为 S 极极 C流过电阻流过电阻 R 的电流方向向下的电流方向向下 D管内磁场方向由管内磁场方向由 Q 指向指向 P 答案：答案：D 3如图所示如图所示，有一根直导线上通以恒定电流有一根直导线上通以恒定

3、电流 I，方向垂直指向方向垂直指向 纸内纸内，且和匀强磁场且和匀强磁场 B 垂直垂直，则在图中圆周上则在图中圆周上，磁感应强度数值最磁感应强度数值最 大的点是大的点是( ) Aa 点点 Bb 点点 Cc 点点 Dd 点点 答案：答案：A 4下列四幅图关于各物理量方向间的关系中下列四幅图关于各物理量方向间的关系中，正确的是正确的是( ) 解析：解析： 由左手定则可知由左手定则可知， 安培力的方向总是与磁感应强度的方向安培力的方向总是与磁感应强度的方向 垂直垂直，A 错误；磁场的方向向下错误；磁场的方向向下，电流的方向向里电流的方向向里，由由左手定则可知左手定则可知 安培力的方向向左安培力的方向向

4、左，B 正确；由左手定则可知正确；由左手定则可知，洛伦兹力的方向总是洛伦兹力的方向总是 与磁感应强度的方向垂直与磁感应强度的方向垂直， C 错误； 通电螺线管产生的磁场的方向沿错误； 通电螺线管产生的磁场的方向沿 螺线管的轴线的方向螺线管的轴线的方向， 由题图可知电荷运动的方向与磁感线的方向平由题图可知电荷运动的方向与磁感线的方向平 行行，不受洛伦兹力不受洛伦兹力，D 错误错误 答案：答案：B 5如图所示如图所示，在倾角为在倾角为的光滑斜面上的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长垂直纸面放置一根长 为为 L，质量为质量为 m 的直导体棒在导体棒中的电流的直导体棒在导体棒中的电流 I 垂直纸面向里时垂

5、直纸面向里时， 欲使导体棒静止在斜面上欲使导体棒静止在斜面上，下列外加匀强磁场的磁感应强度下列外加匀强磁场的磁感应强度 B 的大的大 小和方向正确的是小和方向正确的是( ) ABmgsin IL ，方向垂直斜面向上方向垂直斜面向上 BBmgsin IL ，方向垂直斜面向下方向垂直斜面向下 CBmgcos IL ，方向垂直斜面向下方向垂直斜面向下 DBmgcos IL ，方向垂直斜面向上方向垂直斜面向上 解析：解析：外加匀强磁场的磁感应强度外加匀强磁场的磁感应强度 B 的方向垂直斜面向上的方向垂直斜面向上，则则 沿斜面向上的安培力、支持力与重力沿斜面向上的安培力、支持力与重力，处于平衡状态处于平

6、衡状态 答案：答案：A 6如图所示如图所示，在光滑水平面上放根固定的通电直导线在光滑水平面上放根固定的通电直导线，并在它并在它 旁边与它在同一水平面内放一通电矩形导线框旁边与它在同一水平面内放一通电矩形导线框， 则导线框的运动情况则导线框的运动情况 是是( ) A线框静止线框静止 B线框向右匀速运动线框向右匀速运动 C线框向左匀速运动线框向左匀速运动 D线框线框向右加速运动向右加速运动 解析：解析：直导线中的电流方向由下向上直导线中的电流方向由下向上，根据安培定则根据安培定则，导线右侧导线右侧 区域磁感应强度方向向内区域磁感应强度方向向内，根据左手定则根据左手定则，左边受向右的安培力左边受向右

7、的安培力，右右 边受到向左的安培力边受到向左的安培力， 上边受到向上的安培力上边受到向上的安培力， 下边受到向下的安培下边受到向下的安培 力；离通电导线越远的位置力；离通电导线越远的位置，磁感应强度越小磁感应强度越小，故根据安培力公式故根据安培力公式 F BIL，左边受到的安培力大于右边左边受到的安培力大于右边，上边受到的安培力等于下边受上边受到的安培力等于下边受 到的安培力到的安培力， 故线圈受通电直导线作用后将向右运动 故故线圈受通电直导线作用后将向右运动 故 D 正确正确， A、 B、C 错误错误 答案：答案：D 7带电粒子进入云室会使云室中的气体电离带电粒子进入云室会使云室中的气体电离

8、，从而显示其运动从而显示其运动 轨迹轨迹，如图是在有匀强磁场的云室中观察到的粒子的轨迹如图是在有匀强磁场的云室中观察到的粒子的轨迹，a 和和 b 是是 轨迹上的两点轨迹上的两点，匀强磁场匀强磁场 B 垂直纸面向里该粒子在运动时垂直纸面向里该粒子在运动时，其质其质 量和电荷量不变量和电荷量不变，而动能逐渐减少下列说法正确的是而动能逐渐减少下列说法正确的是( ) A粒子先经过粒子先经过 a 点点，再经过再经过 b 点点 B粒子先经过粒子先经过 b 点点，再经过再经过 a 点点 C粒子可以带正电也可以带负电粒子可以带正电也可以带负电 D粒子带正电粒子带正电 解析：解析：粒子在云室中运动时粒子在云室中

9、运动时，速度逐渐减小速度逐渐减小，根据根据 rmv qB可知其 可知其 运动轨迹的半径逐渐减小运动轨迹的半径逐渐减小，故粒子运动方向为由故粒子运动方向为由 a 到到 b，故故 A 正确正确， B 错误；运动方向由错误；运动方向由 a 到到 b，磁场垂直纸面向里磁场垂直纸面向里，所受洛伦兹力方向所受洛伦兹力方向 指向运动轨迹内侧指向运动轨迹内侧， 故由左手定则可知该电荷带负电故由左手定则可知该电荷带负电， 故故 C、 D 错误错误 答案：答案：A 8环形对撞机是研究高能粒子的重要装置正、负离子由静止环形对撞机是研究高能粒子的重要装置正、负离子由静止 经过电压为经过电压为 U 的直线加速器加速后的

10、直线加速器加速后，沿圆环切线方向注入对撞机的沿圆环切线方向注入对撞机的 真空环状空腔内真空环状空腔内， 空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场， 磁感应磁感应 强度大小为强度大小为 B，两种带电粒子将被局限在环状空腔内两种带电粒子将被局限在环状空腔内，沿相反方向做沿相反方向做 半径相等的匀速圆周运动半径相等的匀速圆周运动， 从而在碰撞区迎面相撞从而在碰撞区迎面相撞， 为维持带电粒子为维持带电粒子 在环状空腔中的匀速圆周运动在环状空腔中的匀速圆周运动，下列说法正确的是下列说法正确的是( ) A对于给定的加速电压对于给定的加速电压，带电粒子的比荷带电粒子的比荷 q

11、 m越大 越大，磁感应强度磁感应强度 B 越大越大 B对于给定的加速电压对于给定的加速电压，带电粒子的比荷带电粒子的比荷 q m越大 越大，磁感应强磁感应强度度 B 越小越小 C对于给定的带电粒子对于给定的带电粒子，加速电压加速电压 U 越大越大，粒子运动的周期越粒子运动的周期越 大大 D对于给定的带电粒子对于给定的带电粒子，不管加速电压不管加速电压 U 多大多大，粒子运动的周粒子运动的周 期都不变期都不变 解析：解析： 由题意知道正负电子经加速后进入匀强磁场做匀速圆周运由题意知道正负电子经加速后进入匀强磁场做匀速圆周运 动动， 由洛伦兹力提供向心力由洛伦兹力提供向心力， 由牛顿第二定律推导出

12、电子圆周运动的由牛顿第二定律推导出电子圆周运动的 半径和周期表达式半径和周期表达式，再进行分析电子在加速电场中再进行分析电子在加速电场中，根据动能定理根据动能定理 得得 qU1 2mv 2， ，电子在匀强磁场中由洛伦兹力提供向心力电子在匀强磁场中由洛伦兹力提供向心力，由牛顿第由牛顿第 二定律得二定律得 qvBmv 2 r ，电子圆周运动的半径电子圆周运动的半径 rmv qB， ，周期周期 T2 r v 2m qB .A、B 对于给定的加速电压对于给定的加速电压，v 不变不变，又由题意得知又由题意得知，r 不变不变， 则带电粒子的比荷则带电粒子的比荷 q m越大 越大，则则 B 越小故越小故 A

13、 错误错误，B 正确正确C、D 由由 上可知上可知，加速电压加速电压 U 越大越大，电子获得的速度电子获得的速度 v 越大越大，要保持半径要保持半径 r 不变不变，B 应增大应增大，则则 T 会减小故会减小故 C、D 错误错误 答案：答案：B 9回旋加速器是用来加速带电粒子的装置回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示如图所示，它的核它的核 心部分是两个心部分是两个 D 形金属盒形金属盒，两盒相距很近两盒相距很近，分别和高频交流电源相分别和高频交流电源相 连接连接， 在两盒间的窄缝中形成交变电场在两盒间的窄缝中形成交变电场， 使带电粒子每次通过窄缝都使带电粒子每次通过窄缝都 得到加速两盒放

14、在匀强磁场中得到加速两盒放在匀强磁场中，磁场磁场方向垂直于盒底面方向垂直于盒底面，带电粒子带电粒子 在磁场中做匀速圆周运动在磁场中做匀速圆周运动， 通过两盒间的窄缝时反复被加速通过两盒间的窄缝时反复被加速， 直到达直到达 到最大圆周半径时通过特殊装置被引出到最大圆周半径时通过特殊装置被引出， 如果用同一回旋加速器分别如果用同一回旋加速器分别 加速氚核加速氚核(3 1H 原子核 原子核)和和粒子粒子(4 2He 原子核 原子核)，比较它们所加的高频交比较它们所加的高频交 流电源的周期和获得的最大动能的大小流电源的周期和获得的最大动能的大小，可知可知( ) A加速氚核的交流电源的周期较大加速氚核的

15、交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能较小氚核获得的最大动能较小 B加速氚核的交流电源的周期较大加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能也较氚核获得的最大动能也较 大大 C加速氚核的交流电源的周期较小加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能也较氚核获得的最大动能也较 小小 D加速氚加速氚核的交流电源的周期较小核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能较大氚核获得的最大动能较大 解析：解析： 因为加速器所加的高频交流电源的周期与粒子做圆周运动因为加速器所加的高频交流电源的周期与粒子做圆周运动 的周期相等的周期相等， 而粒子在磁场中做圆周运动的周期与粒子的运动速度没而粒子在磁场中做

16、圆周运动的周期与粒子的运动速度没 关系关系，故由公式故由公式 T2 m qB 可知可知，氚核的交流电源的周期较大氚核的交流电源的周期较大，故故 C、 D 均错误；再根据最大动能均错误；再根据最大动能 Ek1 2mv 2 1 2m BqR m 2 B 2q2R2 2m ，将氚将氚 核与氦核的相核与氦核的相关电荷量与质量代入关电荷量与质量代入，发现氚核获得的最大动能较小发现氚核获得的最大动能较小， 故故 A 正确正确，B 错误错误 答案：答案：A 10如图如图，某带电粒子由静止开始经电压为某带电粒子由静止开始经电压为 U 的电场加速后的电场加速后， 射入水平放置、电势差为射入水平放置、电势差为 U

17、的两导体板间的匀强电场中的两导体板间的匀强电场中，带电粒子带电粒子 沿平行于两板的方向从两板正中间射入沿平行于两板的方向从两板正中间射入， 穿过两板后又垂直于磁感线穿过两板后又垂直于磁感线 方向射入边界线竖直的匀强磁场中，则粒子进入磁场和射出磁场的方向射入边界线竖直的匀强磁场中，则粒子进入磁场和射出磁场的 M，N 两点间的距离两点间的距离 d 随着随着 U 和和 U的变化情况为的变化情况为(不计重力不计重力，不考虑不考虑 边缘效应边缘效应)( ) Ad 随随 U 变化变化，d 随随 U变化变化 Bd 随随 U 变化变化，d 与与 U无关无关 Cd 与与 U 无关无关，d 与与 U无关无关 Dd

18、 与与 U 无关无关，d 随随 U变化变化 解析：解析：对于加速过程对于加速过程，有有 qU1 2mv 2 0， ，得得 v0 2qU m ，带电粒子带电粒子 在电场中做类在电场中做类平抛运动平抛运动，可将射出电场的粒子速度，可将射出电场的粒子速度 v 分解成初速度分解成初速度 方向与加速度方向方向与加速度方向，设出射速度与水平夹角为设出射速度与水平夹角为 ，则有则有 v0vcos ； 而在磁场中做匀速圆周运动而在磁场中做匀速圆周运动，设运动轨迹对应的半径为设运动轨迹对应的半径为 R，由几何关由几何关 系可得系可得，半径与直线半径与直线 MN 夹角正好等于夹角正好等于 ，则则 1 2d R c

19、os ，所以所以 d 2Rv0 v ，又因为半径公式又因为半径公式 Rmv qB， ，所以所以 d2mv0 qB 2 B 2mU q .故故 d 随随 U 变化变化，d 与与 U无关所以无关所以 B 正确正确，A、C、D 错误错误，故选故选 B. 答案：答案：B 二、多项选择题二、多项选择题(本题共本题共 4 小题小题，每题每题 6 分分，共共 24 分每小题有分每小题有 多个选项是正确的多个选项是正确的，全选对得全选对得 6 分分，少选得少选得 3 分分，选错、多选或不选选错、多选或不选 得得 0 分分) 11 如图所示是用电子射线管演示带电粒子在磁场中受洛伦兹力如图所示是用电子射线管演示带

20、电粒子在磁场中受洛伦兹力 的实验装置的实验装置， 图中虚线是带电粒子的运动轨迹图中虚线是带电粒子的运动轨迹， 那么下列关于此装置那么下列关于此装置 的说法正确的有的说法正确的有( ) AA 端接的是高压直流电源的正极端接的是高压直流电源的正极 BA 端接的是高压端接的是高压直流电源的负极直流电源的负极 CC 端是蹄形磁铁的端是蹄形磁铁的 N 极极 DC 端是蹄形磁铁的端是蹄形磁铁的 S 极极 解析：解析：由图可知由图可知，电子是从电子是从 A 端射出端射出，则则 A 端是高压直流电源端是高压直流电源 的负极的负极，故故 A 错误错误，B 正确；电子是从正确；电子是从 A 向向 B 运动运动，且

21、洛伦兹力向且洛伦兹力向 下下，则由左手定则可得磁场方向由则由左手定则可得磁场方向由 C 向向 D，故故 C 正确正确，D 错误错误 答案：答案：BC 12如图所示如图所示，竖直向下的匀强磁场穿过光滑的绝缘水平面竖直向下的匀强磁场穿过光滑的绝缘水平面，平平 面上一个钉子面上一个钉子 O 固定一根细线固定一根细线，细线的另一端系一带电小球细线的另一端系一带电小球，小球小球 在光滑水平面内绕在光滑水平面内绕 O 做匀速圆周运动在某时刻细线断开做匀速圆周运动在某时刻细线断开，小球仍小球仍 然在匀强磁场中做匀速圆周运动然在匀强磁场中做匀速圆周运动，下列说法错误的是下列说法错误的是( ) A速率变小速率变

22、小，半径变小半径变小，周期周期不变不变 B速率不变速率不变，半径不变半径不变，周期不变周期不变 C速率变小速率变小，半径变大半径变大，周期变大周期变大 D速率不变速率不变，半径变小半径变小，周期变小周期变小 解析：解析：线断后线断后，小球只受洛伦兹力作用小球只受洛伦兹力作用，由于洛伦兹力不做功由于洛伦兹力不做功， 所以小球的速率一定不变所以小球的速率一定不变，故故 A、C 错误；若线断前错误；若线断前，线中无拉力线中无拉力， 只有洛伦兹力提供向心力只有洛伦兹力提供向心力，则线断后无影响则线断后无影响，小球的轨迹不变小球的轨迹不变，半径半径 不变不变，周期也不变周期也不变，故故 B 正确；若线断

23、前正确；若线断前，绳中有拉力绳中有拉力 F 且且 FqvB mv 2 r 时时，线断后线断后 qvBmv 2 r ，小球做圆周运动的绕行方向发生变化小球做圆周运动的绕行方向发生变化， 当当 FqvBqvB，即即 F2qvB 时时，半径、周期都半径、周期都不变；当不变；当 FqvB qvB，即即 F2qvB 时时，半径、周期都变大；当半径、周期都变大；当 FqvBqvB，即即 F2qvB 时时，半径、周期都变小半径、周期都变小，故故 D 正确正确 答案：答案：AC 13 如图所示 如图所示， 两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的M、 N 两小孔中两小孔

24、中， O 为为 M、 N 连线中点连线中点， 连线上连线上 a、 b 两点关于两点关于 O 点对称 导点对称 导 线均通有大小相等、 方向向上的电流 已知长直导线在周围产生的磁线均通有大小相等、 方向向上的电流 已知长直导线在周围产生的磁 场的磁感应强度场的磁感应强度，式中式中 k 是常数、是常数、I 是导线中电流、是导线中电流、r 为点到导线的为点到导线的 距离距离 BkI r.一带正电的小球以初速度 一带正电的小球以初速度 v0从从 a 点出发沿连线运动到点出发沿连线运动到 b 点关于上述过程点关于上述过程，下列说法正确的是下列说法正确的是( ) A小球先做加速运动后做减速运动小球先做加速

25、运动后做减速运动 B小球一直做匀速直线运动小球一直做匀速直线运动 C小球对桌面的压力先减小后增大小球对桌面的压力先减小后增大 D小球对桌面的压力一直在增大小球对桌面的压力一直在增大 解析：解析：据题意据题意，由于通过由于通过 M 和和 N 的导线电流方向都向上且大小的导线电流方向都向上且大小 相等相等，在在 M、N 周围产生逆时针方向磁场周围产生逆时针方向磁场，由于磁场的叠加由于磁场的叠加，从从 a 到到 b 合磁场磁感应强度方向先向里后向外且大小先减小后增加合磁场磁感应强度方向先向里后向外且大小先减小后增加， 带电带电 小球受到的洛伦兹力据小球受到的洛伦兹力据 fqvB 可知先向上后向下且先

26、减小后增加可知先向上后向下且先减小后增加， 而带电小球对桌面的压力为：而带电小球对桌面的压力为：NGf，则压力大小为：一直增加；则压力大小为：一直增加； 由于洛伦兹力方向与带电小球运动方向垂直由于洛伦兹力方向与带电小球运动方向垂直， 小球运动速度不变小球运动速度不变， 故故 选项选项 B、D 正确正确 答案：答案：BD 14 用相同金属材料制成的两根粗细均匀的电阻丝用相同金属材料制成的两根粗细均匀的电阻丝， 质量分别为质量分别为 m1、m2，横截面积分别为横截面积分别为 S1、S2.若电阻丝两端加相同的电压若电阻丝两端加相同的电压，垂直垂直 于磁场方向放入同一匀强磁场中于磁场方向放入同一匀强磁

27、场中，两电阻丝所受的安培力两电阻丝所受的安培力 F1、F2的的 大小关系为大小关系为( ) A若若 m1m2，S1S2，则则 F1F2 B若若 m1m2，S1S2，则则 F1F2 C若若 m1m2，S1S2，则则 F1F2 D若若 m1m2，S1S2，则则 F1F2 解析：解析：导线的长度为导线的长度为 L m 密度 密度S， ，电阻阻值为电阻阻值为 R电 电 m 密度 密度S2， ， 所以电所以电流为流为 IU R U 密度 密度S2 m电 电 ，安培力为安培力为 FBILBUS ，所以安培力所以安培力 与电阻丝的质量无关与电阻丝的质量无关，与其横截面积成正比；与其横截面积成正比； A若若

28、m1m2，S1S2，则则 F1F2，故故 A 错误；错误； B若若 m1m2，S1S2，则则 F1F2，故故 B 正确；正确； C若若 m1m2，S1S2，则则 F1F2，故故 C 错误；错误； D若若 m1m2，S1S2，则则 F1F2，故故 D 正确正确 答案：答案：BD 三、非选择题三、非选择题(共共 4 小题小题，共共 46 分分) 15(10 分分)最近研制出一种可以投入使用的电磁轨道炮最近研制出一种可以投入使用的电磁轨道炮，其原理其原理 如如图所示炮弹图所示炮弹(可视为长方形导体可视为长方形导体)置于两固定的平行导轨之间置于两固定的平行导轨之间，并并 与轨道壁密接 开始时炮弹静止在

29、轨道的一端与轨道壁密接 开始时炮弹静止在轨道的一端， 通以电流后炮弹会被通以电流后炮弹会被 磁力加速磁力加速， 最后从位于导轨另一端的出口高速射出 设两导轨之间的最后从位于导轨另一端的出口高速射出 设两导轨之间的 距离距离 d0.10 m，导轨长导轨长 L5.0 m，炮弹质量炮弹质量 m0.30 kg.导轨上的导轨上的 电流电流 I 的方向如图中箭头所示可认为的方向如图中箭头所示可认为，炮弹在轨道内运动时炮弹在轨道内运动时，它所它所 在处磁场的磁感应强度始终为在处磁场的磁感应强度始终为 B2.0 T，方向垂直于纸面向里若方向垂直于纸面向里若 炮弹出口速度为炮弹出口速度为 v2.0103 m/s

30、，忽略摩擦力与重力的影响以及发忽略摩擦力与重力的影响以及发 射过程中电流产生的焦耳热射过程中电流产生的焦耳热，试求：试求： (1)通过导轨的电流通过导轨的电流 I； (2)发射过程中电源的最大输出功率发射过程中电源的最大输出功率 P. 解析：解析：(1)炮弹的加速度为：炮弹的加速度为：aIdB m ，炮弹做匀加速运动炮弹做匀加速运动，有：有： v22aL，代入题给数据得代入题给数据得 I6.0105 A. (2)电源的最大输出功率：电源的最大输出功率：PIdBv，解得：解得：P2.4108 W. 答案：答案：(1)6.0105 A (2)2.4108 W 16(10 分分)如图所示如图所示，在

31、磁感应强度为在磁感应强度为 B 的匀强磁场中的匀强磁场中，有一有一 长方体形的厚度为长方体形的厚度为 d、左右侧面的表面积为、左右侧面的表面积为 S 的绝缘容器的绝缘容器，容器内装容器内装 满密度为满密度为的导电液体的导电液体， 容器两侧面中心处连有两竖直放置的玻璃管容器两侧面中心处连有两竖直放置的玻璃管 T1和和 T2，容器容器的上、下两个面均是用不能和导电液体发生化学反应的上、下两个面均是用不能和导电液体发生化学反应 的铂金制成的极板的铂金制成的极板 A、K，并与开关并与开关 S、电动势为、电动势为 E 的无内阻电源相的无内阻电源相 接组成电路接组成电路，容器的两侧面均和磁感线方向平行当合

32、上开关容器的两侧面均和磁感线方向平行当合上开关 S 后后， 发现两玻璃管中导电液体液面的高度差为发现两玻璃管中导电液体液面的高度差为 h. (1)判断两个玻璃管判断两个玻璃管 T1和和 T2液面哪个高液面哪个高，简要说明理由；简要说明理由； (2)求导电液体的电阻求导电液体的电阻 R. 解析：解析：(1)导电液体中电流由下向上导电液体中电流由下向上，磁场方向向里磁场方向向里，由左手定由左手定 则知安培力方向向左则知安培力方向向左，故故 T1的液面较高的液面较高 (2)设导电液体受到的安培力在液体中产生的附加压强为设导电液体受到的安培力在液体中产生的附加压强为 p1，则则 安培力安培力 Fp1S

33、. 由液体内压强公式知由液体内压强公式知 p1gh，解解得安培力得安培力 FghS，又有安培又有安培 力公式力公式 FBId，电流电流 IE R， ，联立解得：联立解得： R BEd ghS. 答案：答案：(1)导电液体中电流由下向上导电液体中电流由下向上，磁场方向向里磁场方向向里，由左手定由左手定 则知安培力方向向左则知安培力方向向左，故故 T1的液面较高的液面较高 (2) BEd ghS 17(12 分分)电子电子(e，m)以速度以速度 v0与与 x 轴成轴成 30 角垂直射入磁感强角垂直射入磁感强 度为度为 B 的匀强磁场中的匀强磁场中，经一段时间后经一段时间后，打在打在 x 轴上的轴上

34、的 P 点点，如图所如图所 示示，求：求：P 点到点到 O 点的距离是多大？电子由点的距离是多大？电子由 O 点运动到点运动到 P 点所用的点所用的 时间是多大？时间是多大？ 解析：解析： 电子在磁场中受洛伦兹力作用做电子在磁场中受洛伦兹力作用做匀速圆周运动匀速圆周运动， 轨迹如图轨迹如图 所示所示，由图可知：弦切角为由图可知：弦切角为 30 ，所以圆心角为所以圆心角为 60 ，P 点到点到 O 点的点的 距离等于半径距离等于半径， 根据根据 Bev0mv 2 0 r 得得 rmv 0 eB ，所以所以 P 点到点到 O 点的距离等于点的距离等于mv 0 eB ， 圆周运动的周期：圆周运动的周

35、期：T2 m eB ，圆心角为圆心角为 60 ，所以电子由所以电子由 O 点运动到点运动到 P 点所用的时间：点所用的时间： t 60 360 2 m eB m 3eB. 答案：答案：mv 0 eB m 3eB 18(14 分分)质谱仪原理如图所示质谱仪原理如图所示，a 为粒子加速器为粒子加速器，电压为电压为 U1； b 为速度选择器为速度选择器， 磁场与电场正交磁场与电场正交， 磁感应强度为磁感应强度为 B1， 板间距离为板间距离为 d； c 为偏转分离器为偏转分离器，磁感应强度为磁感应强度为 B2.今有一质量为今有一质量为 m、电荷量为、电荷量为q 的正电子的正电子(不计重力不计重力)，经

36、加速后经加速后，该粒子恰能通过速度选择器该粒子恰能通过速度选择器，粒子粒子 进入分离器后做半径为进入分离器后做半径为 R 的匀速圆周运动求：的匀速圆周运动求： (1)粒子射出加速器时的速度粒子射出加速器时的速度 v； (2)速度选择器的电压速度选择器的电压 U2; (3)粒子在粒子在 B2磁场中做匀速圆周运动的半径磁场中做匀速圆周运动的半径 R. 解析：解析：(1)粒子经加速电场粒子经加速电场 U1加速加速，获得速度获得速度 v，由动能定由动能定理得：理得： qU11 2mv 2， ，解得解得 v 2qU1 m . (2)电子在速度选择器中做匀速直线运动电子在速度选择器中做匀速直线运动，由电场力与洛伦兹力由电场力与洛伦兹力 平衡得平衡得 EqqvB1即即U2 d qqvB1，U2B1dvB1d 2qU1 m . (3)在在 B2中做圆周运动中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力洛伦兹力提供向心力， 有：有：qvB2mv 2 R， ，Rmv qB2 m qB2 2qU1 m . 答案：答案：见解析见解析