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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