高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册4 质谱仪与回旋加速器练习题

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册4 质谱仪与回旋加速器练习题，共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．如图所示，铜质导电板(单位体积的电荷数为n)置于匀强磁场中，用电源、开关、电流表、电压表可以测出磁感应强度的大小和方向．将电路接通，串联在AB线中的电流表读数为I，电流方向从A到B，并联在CD两端的电压表的读数为UCD>0，已知铜质导电板厚h、横截面积为S，电子电荷量为e。则该处的磁感应强度的大小和方向可能是( )
A．、垂直纸面向外
B．、竖直向上
C．、垂直纸面向里
D．、竖直向下
2．电磁流量计广泛应用于测量可导电流体如污水在管中的流量在单位时间内通过管内横截面的流体的体积为了简化，假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道，其中空部分的长、宽、高分别为图中的a、b、c流量计的两端与输送流体的管道相连接图中虚线。图中流量计的上下两面是金属材料，前后两面是绝缘材料现于流量计所在处加磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于前后两面当导电流体稳定地流经流量计时，在管外将流量计上、下两表面分别与一串接了电阻R的电流表的两端连接，I表示测得电流值已知流体的电阻率为，不计电流表的内阻，则可求得流量为（ ）
A．B．C．D．
3．一个质子穿过某一空间而未发生偏转，下列说法中错误的是（ ）
A．可能存在电场和磁场，它们的方向与质子运动方向相同
B．此空间可能有磁场，方向与质子运动速度的方向平行
C．此空间可能只有磁场，方向与质子运动速度的方向垂直
D．此空间可能有正交的电场和磁场，它们的方向均与质子速度的方向垂直
4．如图，初速度不计的电子束经电压为U的电场加速后，进入一半径为r圆形匀强磁场区域（区域中心为O，磁场方向垂直于圆面），最后射到了与OM连线垂直的屏幕上的P处．已知不加磁场时，电子束将通过O点打到屏幕的中心M点，电子的电荷量为e，电子所受重力不计．则下列判断正确的是
A．圆形区域中磁场的方向可能垂直于纸面向里
B．电子在磁场中运动时受到的磁场力大小一定是
C．若仅增加加速电压U，电子束打到屏幕上的位置在P点上方
D．若仅改变圆形区域的磁感强度大小，电子束可能打不到屏幕上
5．磁流体发电机在燃烧室产生的高温燃气中加入易电离的钠盐，电离的钠盐，经喷管加速被高速喷入发电通道，产生电流。磁流体发电机把燃料的热能直接转化为电能，发电效率较高。如图所示，某喷入发电通道离子速度为v，发电通道所处区域有磁感应强度为B的匀强磁场，发电管截面是边长为a的正方形，发电通道长为b，发电通道内离子体导电均匀，等效电阻率为ρ，外电路等效电阻为R，忽略边缘效应，稳定发电后电阻R上的电流为（ ）

A．B．
C．D．
6．如图，有甲、乙、丙、丁四个离子，它们带同种电荷，电荷量大小关系未知，质量关系m甲＝m乙＜m丙＝m丁，以速度v甲＜v乙＝v丙＜v丁 进入速度选择器后有两种离子从速度选择器中射出，进入B2磁场。不计重力，由此可判定( )
A．射到A1的一定是乙离子B．射到A2的一定是乙离子
C．射向P1的一定是丙离子D．射向P2的一定是丁离子
7．如图所示，有一金属块放在垂直于表面C的匀强磁场中，磁感应强度B，金属块的厚度为d，高为h，当有稳恒电流I平行平面C的方向通过时，由于磁场力的作用，金属块中单位体积内参与导电的自由电子数目为（上下两面M、N上的电压为U）（ ）
A．B．C．D．
8．霍尔效应可用来测量血流速度，其原理如图所示。在动脉血管上下两侧安装电极，左右两侧加以磁场，毫伏表测出上下两极的电压为U。则（ ）
A．上电极电势一定低于下电极
B．若血液中负离子较多时，上电极电势低于下电极
C．毫伏表的示数U与血液的流速成正比
D．毫伏表的示数U与血液中正负离子的电荷量成正比
9．如图所示，一带电粒子从平行带电金属板左侧的中点垂直于电场线方向以速度v0射入电场中，恰好能从下极板边缘以速度v1飞出电场。若其他条件不变，在两极板间加入垂直于纸面向里的匀强磁场，该带电粒子恰能从上极板边缘以速度v2射出，不计重力，则（ ）
A．2v0=v1＋v2B．v00）、质量为m的小球自N点以初速度v0竖直向上进入第二象限后恰能做匀速圆周运动，并恰能沿细管方向从M点进入管中。小球直径略小于细管内径，小球与细管内壁间的动摩擦因数μ=0.8，sin37°=0.6，重力加速度为g，求：
（1）匀强电场的场强大小与方向；
（2）ON间的距离和第二象限中磁感应强度B1的大小；
（3）若小球在管内先做变速运动，前进距离s后运动状态保持不变，求变速运动过程中摩擦力对小球做的功。
23．如图所示，M 为粒子加速器；N 为速度选择器，两平行导体板之间有方向相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里，磁感应强度为B。从S 点释放一初速度为 0、质量为m、电荷量为 q 的带正电粒子，经M 加速后恰能以速度v 沿直线（图中平行于导体板的虚线）通过N。不计重力。
（1）求速度选择器N 两板间的电场强度E 的大小和方向；
（2）仍从 S 点释放另一初速度为 0、质量为 2m、电荷量为 q 的带正电粒子，离开 N 时粒子偏离图中虚线的距离为d，通过计算分析说明粒子偏转的方向（“向上”或者“向 下”），并求该粒子离开N 时的动能Ek 。
24．如图，以绝缘粗糙的竖直墙壁为y轴，水平地面为x轴建立直角坐标系，第二象限有同时存在的正交匀强电场和匀强磁场，电场方向沿x轴正向，大小为E，磁场方向垂直纸面向外，大小为B． 现在从A点由静止释放一带正电的可视为质点的带电体，其能够沿墙壁下滑到C点时刚好离开墙壁，带电体质量为m、电荷量为q，A、C两点间距离为h，重力加速度为g.
(1)求带电体由静止下滑到刚好离开墙壁过程中克服摩擦力做的功Wf
(2)如果带电体到达C点时电场突然变为竖直向上且，电场的变化对磁场的影响忽略不计，则带电体运动到距离墙壁最远时（带电体不能到达地面），距出发点A的距离
25．如图所示，直径分别为D和2D的同心圆处于同一竖直面内，O为圆心，GH为大圆的水平直径。两圆之间的环形区域(Ⅰ区)和小圆内部(Ⅱ区)均存在垂直圆面向里的匀强磁场。间距为d的两平行金属极板间有一匀强电场，上极板开有一小孔。一质量为m、电量为＋q的粒子由小孔下方处静止释放，加速后粒子以竖直向上的速度v射出电场，由H点紧靠大圆内侧射入磁场。不计粒子的重力。
（1）求极板间电场强度的大小；
（2）若粒子运动轨迹与小圆相切，求Ⅰ区磁感应强度的大小；
（3）若Ⅰ区、Ⅱ区磁感应强度的大小分别为、，粒子运动一段时间后再次经过H点，求这段时间粒子运动的路程。
参考答案：
1．A
2．A
3．C
4．D
5．B
6．D
7．B
8．C
9．D
10．D
11．BCD
12．BCD
13．AC
14．ABD
15．BD
16． ∶1 1∶ 1∶2
17．
18．
19． B B
20． M、N之间的电压E
21．（1）；（2）
22．（1），方向竖直向上；（2），；（3）或者
23．（1）Bv，垂直导体板向下；（2）向下，
24．(1)；(2)
25．（1）；（2）或；（3）5.5πD