内容正文:
第一章 安培力与洛伦兹力 期中考试热身卷
本试卷共4页,15小题,满分100分,考试用时75分钟。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 来自宇宙的质子流,以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点,则这些质子在进入地球周围的空间时,将( )
A. 竖直向下沿直线射向地面 B. 相对于预定地点,稍向东偏转
C. 相对于预定地点,稍向西偏转 D. 相对于预定地点,稍向北偏转
2. 利用如图所示的天平可以测定磁感应强度。天平的右臂下悬挂有一个匝矩形线圈,线圈宽度为,线圈下端在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面。当线圈中通有顺时针方向的电流时,在天平左右两边分别加上质量为,、的祛码,天平平衡。当线圈中通有逆时针方向的电流时,天平右边再加上质量为的砝码后,天平重新平衡,由此可知,磁感应强度( )
A. 方向垂直纸面向里,大小为
B. 方向垂直纸面向外,大小为
C. 方向垂直纸而向里,大小为
D. 方向垂直纸面向外,大小为
3. 如图所示,电阻忽略不计的两平行的粗糙金属导轨水平固定在匀强磁场中,一质量为的金属棒垂直于平行导轨放置并接触良好,磁感应强度,方向垂直于,与导轨平面的夹角,导轨宽度为,一端与电源连接。金属棒连入导轨间的电阻,与导轨间的动摩擦因数为设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),拉力为平行于金属导轨且垂直于金属棒方向,处于静止状态。已知,,,,,则 ( )
A. 通过的电流大小为
B. 受到的安培力大小
C. 受到的最大静摩擦力为
D. 的取值范围为
4. 如图所示,一个带负电的物体从粗糙斜面顶端滑到斜面底端时的速度为,若加上一个垂直纸面向外的磁场,则滑到底端时( )
A. 不变
B. 变大
C. 变小
D. 不能确定
5. 如图所示,厚度为,宽度为的导体,当磁场方向与电流方向垂直时,在导体上下表面会产生电势差,这种现象称为霍尔效应.下列说法正确的是( )
A. 无论是何种电性的载流子,上表面的电势均高于下表面电势
B. 仅增大时,则上下表面的电势差增大
C. 仅增大时,则上下表面的电势差增大
D. 仅增大载流子的定向移动速度时,则上下表面的电势差增大
6. 用回旋加速器分别加速某一元素的一价正离子和二价正离子,粒子开始释放的位置均在点,加速电压相同,则关于一价正离子和二价正离子的加速,下列说法不正确的是( )
A. 获得的最大速度之比为
B. 获得的最大动能之比为
C. 加速需要的交变电压的频率之比为
D. 经加速电场加速的次数之比为
7. 质谱仪是一种利用质谱分析测量离子比荷的分析仪器,如图是一种质谱仪的示意图,它是由加速电场、静电分析器和磁分析器组成.已知静电分析器通道中心线的半径为,通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为,磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场,磁感应强度大小为,方向垂直纸面向外.现有一质量为、电荷量为的带电粒子由静止开始经加速电场加速后,沿中心线通过静电分析器,由点垂直边界进入磁分析器,最终打到胶片上的点,不计粒子重力,下列说法中正确的是( )
A. 经分析,粒子带正电,且极板低于极板电势
B. 不同种类的带电粒子通过静电分析器的时间都相同
C. 加速电场的电压
D. 带电粒子在磁分析器中运动的直径
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示,半径为的圆形区域中有垂直纸面向外的匀强磁场(图中未画出),磁感应强度,一个比荷为的带正电粒子从圆形磁场边界上的点以的速度垂直直径射入磁场,恰好从点射出,且。下列选项正确的是( )
A. 带电粒子在磁场中运动的轨迹半径为
B. 带电粒子在磁场中运动的轨迹圆心一定在圆形磁场的边界上
C. 若带电粒子改为从圆形磁场边界上的点以相同的速度入射,一定从点射出
D. 若要实现带电粒子从点入射,从点出射,则该圆形磁场的最小面积为
9. 如图所示,在、的长方形区域中有一磁感应强度大小的匀强磁场,磁场的方向垂直于平面向外。处有一个粒子源,在某时刻发射大量质量为,电荷量为的带正电粒子,它们的速度大小相同,速度方向均在平面内的第一象限内。已知粒子在磁场中做圆周运动的周期为,最先从磁场上边界中飞出的粒子经历的时间为,最后从磁场中飞出的粒子经历的时间为。不计粒子的重力及粒子间的相互作用,则( )
A. 粒子圆周运动的半径
B. 长方形区域的边长满足关系
C. 长方形区域的边长满足关系
D. 粒子的射入磁场的速度大小
10. 如图所示,等腰直角三角形的区域内有垂直纸面向外的匀强磁场,边的中点有一粒子源,可以在