单元质量评估(三)(第三章)(60分钟100分)一、选择题(本题共10小题,1～6为单选题,7～10为多选题,每小题8分,共80分)1.如图所示,长为2l的直导线折成边长相等,夹角为60°的V形,并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中,磁感应强度为B,当在该导线中通以电流强度为I的电流时,该V形通电导线受到的安培力大小为()A.0B.0.5BIlC.BIlD.2BIl【解析】选C。V形导线两部分的受力情况如图所示。其中F=BIl,V形导线受到的安培力应为这两个力的合力,大小为F合=2Fcos60°=BIl,故C项正确。2.如图所示,一通电金属环固定在绝缘的水平面上,在其左端放置一可绕中点O自由转动且可在水平方向自由移动的竖直金属棒,中点O与金属环在同一水平面内,当在金属环与金属棒中通有图中所示方向的电流时,则()A.金属棒始终静止不动B.金属棒的上半部分向纸面外转,下半部分向纸面里转,同时靠近金属环C.金属棒的上半部分向纸面里转,下半部分向纸面外转,同时靠近金属环D.金属棒的上半部分向纸面里转,下半部分向纸面外转,同时远离金属环【解析】选B。由通电金属环产生的磁场特点可知,其在金属棒的上半部分产生有水平向左的磁场分量,由左手定则可判断金属棒上半部分受到方向向外的安培力,故向纸面外转;同理可判断金属棒的下半部分向纸面里转。当金属棒开始转动到转至水平面时,由同向电流相吸,反向电流相斥可知,金属棒靠近金属环,B正确。3.如图所示,在两水平极板间存在匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向下,磁场方向垂直于纸面向里。一带电粒子以某一速度沿水平直线通过两极板。若不计重力。下列四个物理量中哪一个改变时,粒子运动轨迹不会改变()A.粒子速度的大小B.粒子所带的电荷量C.电场强度D.磁感应强度【解析】选B。粒子以某一速度沿水平直线通过两极板时受力平衡,有Eq=Bqv,则知当粒子所带的电荷量改变时,粒子所受的合力仍为0,运动轨迹不会改变,故B项正确。4.质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具。图中的铅盒A中的放射源放出大量的带正电粒子(可认为初速度为零),从狭缝S1进入电压为U的加速电场区加速后,再通过狭缝S2从小孔G垂直于MN射入偏转磁场,该偏转磁场是以直线MN为切线、磁感应强度为B,方向垂直于纸面向外半径为R的圆形匀强磁场。现在MN上的F点(图中未画出)接收到该粒子,且GF=R。则该粒子的比荷为(粒子的重力忽略不计)()A.B.C.D.【解析】选C。设粒子被加速后获得的速度为v,由动能定理有:qU=mv2,粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径r=,又Bqv=m,可求=,故C正确。5.如图所示,有界匀强磁场边界线SP∥MN,速率不同的同种带电粒子从S点沿SP方向同时射入磁场,粒子的带电荷量相同,其中穿过a点的粒子速度v1与MN垂直;穿过b点的粒子速度v2与MN成60°角,设两粒子从S到a、b所需时间分别为t1和t2,则t1∶t2为(重力不计)()A.1∶3B.4∶3C.1∶1D.3∶2【解析】选D。粒子在磁场中的运动轨迹如图所示,可求出从a点射出的粒子对应的圆心角为90°,从b点射出的粒子对应的圆心角为60°,由t=·可得t1∶t2=90°∶60°=3∶2,D正确。6.如图所示,一个理想边界为PQ、MN的匀强磁场区域,磁场宽度为d,方向垂直纸面向里。一电子从O点沿纸面垂直PQ以速度v0进入磁场。若电子在磁场中运动的轨道半径为2d。O′在MN上,且OO′与MN垂直。下列判断正确的是()A.电子将向右偏转B.电子打在MN上的点与O′点的距离为dC.电子打在MN上的点与O′点的距离为dD.电子在磁场中运动的时间为【解析】选D。电子带负电,进入磁场后,根据左手定则判断可知,所受的洛伦兹力方向向左,电子将向左偏转,如图所示,A错误;设电子打在MN上的点与O′点的距离为x,则由几何知识得:x=r-=2d-=(2-)d,故B、C错误;设轨迹对应的圆心角为θ,由几何知识得:sinθ==0.5,得θ=,则电子在磁场中运动的时间为t==,故D正确。7.自行车速度计利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率。如图甲所示,自行车前轮上安装一块磁铁,轮子每转一圈,这块磁铁就靠近传感器一次,传感器会输出一个脉冲电压。图乙为霍尔元件的工作原理图。当磁场靠近霍尔元件时,导体内定向运动的自由电荷在磁场力作用下偏转,最终使导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现电势差,即为霍尔电势差。下列说法正确的是()A.根据单位时间内的脉冲数和自行车车轮的半径即可获知车速大小B.自行车的车速越大,霍尔电势差越高C.图