高二物理下册模块检测试题(附参考答案)

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一、
1.如右图所示,当电键S闭合的时候,导线ab受力的方向应为(  )
A.向右       B.向左
C.向纸外 D.向纸里
【解析】 由安培定则可判断左边的螺线管右端为S极,右边的螺线管左端为N极,即导线ab处在向左的磁场中,由左手定则可判断,导线ab受力方向向纸里,故D正确,A、B、C错误.
【答案】 D
2.关于回旋加速器的说法正确的是(  )
①回旋加速器是利用磁场对运动电荷的作用,使带电粒子的速度增大的
②回旋加速器是用电场加速的,经过多次电场加速使带电粒子获得高能量
③带电粒子在回旋加速器中不断被加速,故在其中做圆周运动一周所用时间越来越少
④回旋加速器所在处的磁场方向随粒子在D形盒中的运动做周期性变化
⑤整个D形盒之间的电场变化周期与粒子在D形盒中做圆周运动的周期相同
⑥带电粒子在回旋加速器两个D形盒中运动时,所受的洛伦兹力的大小相等
A.①④⑥ B.②⑤
C.②③⑥ D.①③④
【答案】 B
3.关于带电粒子在匀强电场和匀强磁场中的运动,下列说法正确的是(  )
A.带电粒子沿电场线方向射入,电场力对带电粒子做正功,粒子动能一定增加
B.带电粒子垂直于电场线方向射入,电场力对带电粒子不做功,粒子动能不变
C.带电粒子沿磁感线方向射入,洛伦兹力对带电粒子做正功,粒子动能一定增加
D.不管带电粒子怎样射入磁场,洛伦兹力对带电粒子都不做功,粒子动能不变
【解析】 带电粒子在电场中受到的电场力F=qE,只与电场有关,与粒子的运动状态无关,功的正负由θ角(力与位移方向的夹角)决定,对选项A,只有粒子带正电时才成立,所以选项A错.垂直射入匀强电场的带电粒子,不管带电性质如何,电场力都会做正功,动能增加,所以B错.
带电粒子在磁场中的受力??洛伦兹力的大小,不仅与速度大小有关,还与磁场方向与速度方向之间夹角θ有关,带电粒子平行磁感线方向射入,不受洛伦兹力作用,粒子作匀速直线运动.在其他方向上由于洛伦兹力方向始终与速度方向垂直,故洛伦兹力对带电粒子始终不做功.
综上所述,正确选项为D.
【答案】 D
4.如右图所示的电路中,当电键S闭合后,水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态,现将电键S断开,则(  )
A.液滴仍保持静止状态
B.液滴做自由落体运动
C.电容器上的带电荷量减小
D.电容器上的带电荷量增大
【答案】 D
5.如右图所示是粒子速度选择器的原理图,如果粒子所具有的速率v=EB,那么(  )
A.带正电粒子必须沿ab方向从左侧进入场区,才能沿直线通过
B.带负电粒子必须沿ba方向从右侧进入场区,才能沿直线通过
C.不论粒子电性如何,沿ab方向从左侧进入场区,都能沿直线通过
D.不论粒子电性如何,沿ba方向从右侧进入场区,都能沿直线通过
【解析】 由于洛伦兹力方向必须和电场力方向相反,由左手定则知,A、C正确.
【答案】 AC
6.如下图所示,光滑绝缘轨道ABP竖直放置,其轨道末端切线水平,在其右侧有一正交的匀强电场、磁场区域,电场竖直向上,磁场垂直纸面向里.一带电小球从轨道上的A点静止滑下,经P点进入场区后,恰好沿水平方向做直线运动.则可以断定(  )
A.小球带负电
B.小球带正电
C.若小球从B点由静止滑下,进入场区后将立即向上偏
D.若小球从B点由静止滑下,进入场区后将立即向下偏
【答案】 BD
7.如右图所示,圆形区域内有垂直于纸面方向的匀强磁场.一束质量和电荷量都相同的带电粒子,以不同的速率、沿着相同的方向,对准圆心O射入匀强磁场,又都从该磁场中射出.这些粒子在磁场中的运动时间有的较长,有的较短.若带电粒子在磁场中只受磁场力的作用,则在磁场中运动时间较长的带电粒子(  )
A.速率一定越小B.速率一定越大
C.在磁场中通过的路程越长D.在磁场中的周期一定越大
【解析】 由带电粒子在磁场中运动周期公式T=2πmqB,可知所有粒子在磁场中周期相等,故D错误;运动时间较长的粒子所对圆心角越大,由几何关系知其所对半径越小,由半径公式r=mvqB知其速率越小,故A正确,B错误;其在圆中运动轨迹越短,故C错误.
【答案】 A
8.如右图所示,截面为正方形的容器处在匀强磁场中,一束电子从孔a垂直磁场射入容器中,其中一部分从c孔射出,一部分从d孔射出,则下列斜述中正确的是(  )
A.从两孔射出的电子速率之比vc∶vd=2∶1
B.从两孔射出的电子在容器中运动所用时间之比tc∶td=1∶2
C.从两孔射出的电子在容器中运动时的加速度大小之比ac∶ad=2∶1
D.从两孔射出的电子在容器中运动时的加速度大小之比ac∶ad=2∶1
【解析】 rc=mvceB,rd=mvdeB,因为rc=2rd,所以vc∶vd=2∶1,故A正确;tc=14?2πmeB,td=12?2πmeB,所以tc∶td=1∶2,故B正确;加速度之比ac∶ad=qvcB∶qvdB=vc∶vd=2∶1,故C错误,D正确.
【答案】 ABD
9.如右图所示,A和B为两等量异号电荷,A带正电,B带负电.在A、B的连线上有a、b、c三点,其中b为连线的中点,a、c两点与b点等距,则下列说法错误的是(  )
A.a点与c点的电场强度相同
B.a点与c点的电势相同
C.a、b间的电势差与b、c间的电势差相同
D.过b点作A、B连线的垂线,点电荷q沿此垂线方向移动,电荷的电势能保持不变
【解析】 由于A、B为等量的异号电荷,a、c两点关于b点对称,则Ea=Ec;A、B两点间电场线由A指向B,故φa>φc,且Uab=Ubc;过b点作A、B连线的垂线是等势面,则电荷沿此面移动电势能不变.所以A、C、D正确,B错误.
【答案】 B
10.一个T形电路如右图所示,电路中的电阻R1=10 Ω,R2=120 Ω,R3=40 Ω.另有一测试电源,电动势为100 V,内阻忽略不计.则(  )
A.当cd端短路时,ab之间的等效电阻是40 Ω
B.当ab端短路时,cd之间的等效电阻是40 Ω
C.当ab两端接通测试电源时,cd两端的电压为80 V
D.当cd两端接通测试电源时,ab两端的电压为80 V
【解析】 当cd端短路时,电阻R2、R3并联后与R1串联,ab间的电阻为Rab=R1+R2R3R2+R3=40 Ω.故选项A正确;当ab端短路时R1、R3并联后与R2串联,cd间的电阻为Rcd=R2+R1R3R1+R3=128 Ω,故选项B错误;当ab两端接通测试电源时,R1、R3串联,R2相当于导线,cd两端电压为R3上的电压,所以Ucd=UR3R1+R3=100×4010+40 V=80 V,故选项C正确;当cd两端接通测试电源时,R2、R3串联,R1相当于导线,ab两端电压为R3上的电压,所以Uab=UR3R2+R3=100×40120+40 V=25 V,故选项D错误.
【答案】 AC
二、非
11.(1)下图螺旋测微器的读数为________.
(2)某同学采用如下图甲所示的电路测定电源电动势和内电阻.已知干电池的电动势约为1.5 V,内阻约2 Ω,电压表(0~3 V,3 kΩ),电流表(0~0.6 A,1.0 Ω),滑动变阻器有R1(10 Ω,2 A)和R2(100 Ω,0.1 A)各一只.
①所用滑动变阻器为________.
②在图乙中连接成实验电路
 
③根据图丙得电源电动势为________ V.内电阻为________ Ω.
【解析】 (1)螺旋测微器读数为固定刻度读数+可动刻度读数,本题读数要注意,半毫米刻度线已露出,可动刻度读数要估读到千分位,故读数为2.720 mm.
(2)①电路中最大电流I=Er=1.5 V2 Ω=0.75 A.R2的额定电流小于0.75 A,同时R2阻值远大于电源内阻r,不便于调节,所以变阻器用R1.
②如下图所示
③将图线延长,交于纵轴,则纵截距即为电动势
E=1.48 V(1.47 V~1.49 V均正确).
r=ΔUΔI,可得r=1.79 Ω(1.78 Ω~1.90 Ω均正确).
【答案】 (1)2.720 mm
(2)1.48(1.47~1.49均正确) 1.79(1.78~1.90均正确)
12.已知质量为m的带电液滴,以速度v射入互相垂直的匀强电场E和匀强磁场B中,液滴在此空间刚好能在竖直平面内做匀速圆周运动.如右图所示.求:
(1)液滴在空间受到几个力作用;
(2)液滴带电荷量及电性;
(3)液滴做匀速圆周运动的半径多大?
【解析】 (1)由于是带电液滴,它必然受重力,又处于电磁复合场中,还应受到电场力及洛伦兹力共三个力作用.
(2)因液滴做匀速圆周运动,故必须满足重力与电场力平衡,所以液滴应带负电,电荷量由mg=Eq,求得:q=mgE.
(3)尽管液滴受三个力,但合力为洛伦兹力,所以仍可用半径公式r=mvqB,把电荷量代入可得:r=mvmgEB=EvgB.
【答案】 (1)重力、电场力和洛伦兹力三个力的作用 
(2)负电 mgE (3)EvgB
13.如右图所示,平行板电容器A、B间的电压为U,两板的距离为d,一质量为m、带电荷量为q的粒子,由两板中央O点以水平速度v0水平射入,落在C处,BC=l.若将B板向下拉开d2,初速度v0不变,则粒子将落在B板到C′点,求BC′为多长.(粒子的重力忽略不计)
【解析】 根据牛顿第二定律,带电粒子在落到C点之前,
有qUd=ma,所以a=qUdm.
而带电粒子运动的情况为l=v0t.
12d=12at2=12?qUmdt2.
带电粒子落在C′点之前,根据牛顿第二定律得qU32d=ma′.
所以a′=2qU3dm,得l′=v0t′,
12d+12d=12a′t′2=12?2qU3dm?t′2.
解方程组得BC′的长为l′=3l.
【答案】 3l
14.如右图所示,在xOy坐标平面的第一象限内有垂直于平面向外的匀强磁场.现有一质量为m,带电荷量为+q的粒子(重力不计)以初速度v0沿-x方向从坐标为(3l,l)的P点开始运动,接着进入磁场后由坐标原点O射出,射出时的速度方向与y轴方向夹角为45°,求:
(1)粒子从O点射出时的速度v和电场强度E.
(2)粒子从P点运动到O点过程所用的时间.
【解析】 (1)根据对称性可知,粒子在Q点时速度大小为v,方向为-x轴方向成45°,则有:vcos 45°=v0.解得:
v=2v0①
在P到Q过程中:
qEl=12mv2-12mv02②
由①②解得:E=mv022ql.
(2)粒子在Q点时沿-y方向速度大小vy=vsin 45°.P到Q的运动时间t1=vya=vyqEm.P到Q沿-x方向的位移为:Δx=v0t1,则OQ之间的距离为:OQ=3l-Δx,粒子在磁场中的运动半径为r,则有:2r=OQ.粒子在磁场中的运动时间t2=142πrv,粒子由P到Q的过程中的总时间T=t1+t2.
由以上各式解得:T=2+π4lv0.
【答案】 (1)mv022ql (2)2+π4lv0


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