1、2012届江苏省高三高考一轮复习第八章章末质量检测物理试卷与答案（带解析） 选择题 回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图 1所示它的核心部分是两个 D形金属盒，两盒相距很近，分别和高频交流电源相连接，两盒间的窄缝中形成匀强电场，使带电粒子每次通过窄缝都得到加速两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，带电粒子在磁场中做圆周运动，通过两盒间的窄缝时反复被加速，直到达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加速氚核 (13H)和 粒子 (24He)，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，有 ( ) A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大 B
2、加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能较小 C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小 D加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能较大 答案： B 带电粒子以速度 v沿 CB方向射入一横截面为正方形的区域 C、 B均为该正方形两边的中点，如图 13所示，不计粒子的重力当区域内有竖直方向的匀强电场 E时，粒子从 A点飞出，所用时间为 t1；当 区域内有垂直于纸面向里的磁感应强度为 B的匀强磁场时，粒子也从 A点飞出，所用时间为 t2，下列说法正确的是 ( ) A t1t2 C. v D. v 答案： AD 一电子以与磁场垂直的速度 v从 P处沿 PQ方向进入长为
3、d、宽为 h的匀强磁场区域，从 N 点射出，如图 12所示，若电子质量为 m，电荷量为 e，磁感应强度为 B，则 ( ) A h d B电子在磁场中运动的时间为 C电子在磁场中运动的时间为 D洛伦兹力对电子不做功 答案： CD 如图 11 所示，在平面直角坐标系中有一个垂直于纸面向里的圆形匀强磁场，其边界过原点 O 和 y轴上的点 a(0， L)一质量为 m、电荷量为 e的电子从 a点以初速度 v0平行于 x轴正方向射入磁场，并从 x轴上的 b点射出磁场，此时速度方向与 x轴正方向的夹角为 60.下列说法中正确的是 ( ) A电子在磁场中运动的时间为 B电子在磁场中运动的时间为 C磁场区域的圆
4、心坐标 ( ， ) D电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为 (0， -2L) 答案： BC 两根通电的长直导线平行放置，电流分别为 I1和 I2，电流的方向如图 10所示，在与导线垂直的平面上有 a、 b、 c、 d四点，其中 a、 b在导线横截面连线的延长线上， c、 d在导线横截面连线的垂直平分线上则导线中的电流在这四点产生的磁场的磁感应强度可能为零的是 ( ) A a点 B b点 C c点 D d点 答案： AB 带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动轨迹图 9所示是在有匀强磁场的云室中观察到的粒子的轨迹， a和 b是轨迹上的两点，匀强磁场 B垂直于纸面向里该粒子在运动时，其
5、质量和电荷量不变，而动能逐渐减少，下列说法正确的是 ( ) A粒子先经过 a点，再经 过 b点 B粒子先经过 b点，再经过 a点 C粒子带负电 D粒子带正电 答案： AC 用一金属窄片折成一矩形框架水平放置，框架右边上有一极小开口匀强磁场的磁感应强度大小为 B，方向垂直于纸面向里，如图 8所示，框架以速度v1向右匀速运动，一带电油滴质量为 m，电荷量为 q，以速度 v2从右边开口处水平向左射入，若油滴恰能在框架内做匀速圆周运动，则 ( ) A油滴带正电，且逆时针做匀速圆周运动 B油滴带负电，且逆时针做匀速圆周运动 C圆周运动的半径一定等于 D油滴做圆周运动的周期等于 答案： D 如图 7所示，
6、为了科学研究的需要，常常将质子 ( )和 粒子 ( )等带电粒子储存在圆环状空腔中，圆环状空腔置于一个与圆环平面垂直的匀强磁场(偏转磁场 )中，磁感应强度为 B.如果质子和 粒子在空腔中做圆周运动的轨迹相同 (如图中虚线所示 )，偏转磁场也相同，则质子和 粒子在圆环状空腔中运动的动能 EH和 E、运动的周期 TH和 T的大小关系是 ( ) A EH E， THT B EH E， TH T C EHE， THT D EHE， TH T 答案： A 如图 5所示，一个质量为 m、电荷量为 q的带电粒子，不计重力，在 a点以某一初速 度水平向左射入磁场区域 ，沿曲线 abcd运动， ab、 bc、
7、cd都是半径为 R的圆弧粒子在每段圆弧上运动的时间都为 t.规定垂直于纸面向外的磁感应强度为正，则磁场区域 、 、 三部分的磁感应强度 B随 x变化的关系可能是图 6中的 ( ) 答案： C 如图 4 所示，相距为 d 的水平金属板 M、 N 的左侧有一对竖直金属板 P、 Q，板 P 上的小孔 S 正对板 Q 上的小孔 O， M、 N 间有垂直于纸面向里的匀强磁场，在小孔 S处有一带负电粒子，其重力和初速度均不计，当滑动变阻器的滑片在AB的中点时，带负电粒子恰能在 M、 N 间做直线运动，当滑动变阻器的滑片滑到 A点后 ( ) A粒子在 M、 N 间运动过程中，动能一定不变 B粒子在 M、 N
8、 间运动过程中，动能一定增大 C粒子在 M、 N 间运动过程中，动能一定减小 D以上说法都不对 答案： A 如图 3所示，在 x轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度 为 B的 匀强磁场，一个不计重力的带电粒子从坐标原点 O 处以速度 v进入磁场， 粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与 x轴正方向成 120角，若粒子 穿过 y轴正半轴后在磁场中到 x轴的最大距离为 a，则 该粒子的比荷和所 带电荷的正负是 ( ) A ，正电荷 B ，正电荷 C ，负电荷 D ，负电荷 答案： C 如图 2所示，一带电小球质量为 m，用丝线悬挂于 O 点，并在竖直平面内摆动，最大摆角为 60，水平磁场垂直于小
9、球摆动的平面，当小球自左方摆到最低点时，悬线上的张力恰为零，则小球自右方摆到最低点时悬线上的张力为 ( ) A 0 B 2mg C 4mg D 6mg 答案： C 计算题 (12分 )如图 14所示，回旋加速器 D形盒的半径为 R，用来加速质量为 m、电荷量为 q的质子，使质子由静止加速到能量为 E后，由 A孔射出，求： (1)加速器中匀强磁场 B的方向和大小； (2)设两 D形盒间距为 d，其间电压为 U，电场视为匀强电场，质子每次经电 场加速后能量增加，加速到上述能量所需回旋周数； (3)加速到上述能量所需时间 答案： (1) 方向垂直于纸面向里 (2) (3) 据报道，最近已研制出一种可
10、以投入使用的电磁轨道炮，其原理如图 15所示炮弹 (可视为长方形导体 )置于两固定的平行导轨之间，并与轨道壁密接开始时炮弹在导轨的一端，通电流后，炮弹会被磁场力加速，最后从位于导轨另一端的出口高速射出设两导轨之间的距离 d 0.10 m，导轨长 L 5.0 m，炮弹质量 m 0.30 kg.导轨上的电流 I的方向如图中箭头所示可认为，炮弹在轨道内运动时，它所在处磁场的磁感应强度始终为 B 2.0 T，方向垂直于纸面向里若炮弹出口速度为 v 2.0103 m/s，求通过导轨的电流 I.(忽略摩擦力与重力的影响 ) 答案： .0105 A (14分 )一质量为 m、电荷量为 q的带负电的 带电粒子
11、，从 A点射入宽度为 d、磁感应强度为 B的匀强磁场， MN、 PQ为该磁场的边界线，磁感线垂直于纸面向里，磁场区域足够长如图 16所示带电粒子射入时的初速度与 PQ成 45角，且粒子恰好没有从 MN 射出 (不计粒子所受重力 )求： (1)该带电粒子的初速度 v0； (2)该带电粒子从 PQ边界射出的射出点到 A点的距离 x. 答案：见 (17分 )(2009 江苏高考 )1932年，劳伦斯和利文斯顿设计出了回旋加速器回旋加速器的工作原理如图 17所示，置于高真空中的 D形金属盒半径为 R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计，磁感应强度为 B的匀强磁场与盒面垂直， A处粒子源产生的粒子，质量为 m，电荷量为 q，在加速器中被加速，加速电压为 U.加速过程中不考虑相对论效应和重力作用 (1)求粒子第 2次和第 1次经过两 D形盒间狭缝后轨道半径之比； (2)求粒子从静止开始加速到出口处所需的时间 t； (3)实际使用中，磁感应强度和加速电场频率都有最大值的限制若某一加速器磁感应 强度和加速电场频率的最大值分别为 Bm、 fm，试讨论粒子能获得的最大动能Ekm. 答案： (1) 1 (2) (3)见
