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1.关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，F列说法正确的是（）。
A.安培力的方向总是垂直于磁场的方向
B.安培力的方向可以不垂直于直导线
C.安培力的大小与通电直导线和磁场方向间的夹角无关
D.将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半
2.新型电磁轨道炮弹的射程可达160 km.速度是声速的7倍。电磁轨道炮弹的工作原理如图1所示，待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动并与轨道保持良好接触，电流I从一条轨道流人，通过导电弹体后从另一条轨道流回，轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场，磁感应强度与，成正比，通电弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出。现欲使弹体的出射速度增大为原来的2倍，可采用的方法是（）。
A.只将轨道长度L变为原来的2倍
B.只将电流I增大至原来的2倍
C.只将弹体质量增大至原来的2倍
D.将弹体宽度变为原来的2倍
3.如图2所示的是在有匀强磁场的云室中观察到的带电粒子的运动轨迹图，M、N是轨迹上两点，匀强磁场B垂直纸面向里。该粒子在运动时，其质量和电荷量不变，而动能逐渐减少，下列说法正确的是（ ）。
A.粒子在M点的动能大于在N点的
B.粒子从N点运动到M点
C.粒子带负电
D.粒子在M点受到的洛伦兹力大于在N点的
4.我国首台医用回旋加速器已在广州正式运营。回旋加速器产生正电子放射性药物作为示踪剂注人人体后，医生即可通过CT显像观察到患者器官病理的功能及代谢情况。关于回旋加速器加速带电粒子所获得的能量，下列说法正确的是（）。
A.与加速器的半径有关，半径越大，能量越大
B.与加速器中磁场的磁感应强度无关
C.与加速器的电场有关，电场越强，能量越大
D.与带电粒子的质量与电荷量均有关，质量和电荷量越大，能量越大
5.如图3所示，甲、乙、丙中在竖直平面内有三个相同的半圆形光滑轨道，K为轨道最低点，甲中轨道处于匀强磁场中，乙和丙中轨道处于匀强电场中，三个完全相同的带正电小球“a、b、c从轨道最高点点自由下滑至第一次到达最低点K的过程中，下列说法正确的是（）。
A.在K处小球a的速度最大
B.在K处小球b对轨道的压力最大
C.小球b需要的时间最长
D.小球c的机械能损失最多
6.如图4所示，正方形区域ABCD内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，三个完全相同的带电粒子a、b、c分别以大小不同的初速度va、vb、vc从A点沿图示方向射人该磁场区域，经磁场偏转后粒子a、b、c分别从BC边中点、CD边中点、AD边中点射出。若ta、tb、tc分别表示粒子a、b、c在磁场中的运动时间，则以下判断正确的是（ ）。
A.Ra B.ua C.ta D.ta=tb 7.如图5所示，在平行竖直虚线a与b、b与c、c与d之间分别存在着垂直于虚线的匀强电场、平行于虚线的匀强电场、垂直纸面向里的匀强磁场，虚线d处有一荧光屏。大量正离子（初速度和重力均忽略不计）从虚线a上的P孔处进入电场，经过三个场区后有一部分打在荧光屏上。关于这部分正离子中比荷 越大的正离子的下列说法正确的是（ ）。
A.经过虚线c的位置越高
B.经过虚线c的速度越大
C.打在荧光屏上的位置越低
D.打在荧光屏上的位置越高
8.如图8所示，在水平匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场中，有一竖直固定的足够长的绝缘杆MN，小球P套在杆上。已知小球P的质量为m，电荷量为 q，电场强度为E，磁感应强度为B，小球P与杆间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。小球P由静止开始下滑直到稳定的过程中（）。
A.小球P的加速度一直减小
B.小球P的机械能和电势能的总和保持不变
C.小球P的下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是
D.小球P的下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是
9.广东大亚湾核电站每年发电量超过100亿千瓦时，减少了导致“温室效应”和酸雨的气体排放量。在核电站的原子反应堆中抽动液态核原料（导电物质）时，不允许转动机械部分和液态核原料接触，往往采用一种完全隔离的电磁泵，如图7所示是大亚湾核电站电磁泵的结构示意图，图中A是导管的一段，垂直于匀强磁场放置，导管内充满液态核原料。当电流垂直于导管和磁场方向穿过液态核原料时，液态核原料即被驱动，若导管内截面宽为a、高为b，通过磁场区域中的液体的电流为I，磁感应强度为B，求：
（1）电流I的方向；
（2）驱动力对液体造成的压强差；
（3）若要液态核原料的流动速度加大，请你提出几种可行的方案。
10.《食品安全条例>确立了食品安全风险监测制度，为了对食品进行安全监管，必须对食品中的有毒有害物质进行快速检测，质谱法是测定有毒有害物质分子的重要方法，用极少量（10-9g）的食品即可记录到它的质谱，从而得知有关食品分子结构的信息。质谱仪原理如图8所示，图中电子枪G的作用是使食品气体分子离子化，已知高压电源的电压为U，若离子均带一个单位电荷e，质量为m，初速度为u0，离子在匀强磁场中运动轨迹的半径为R，问：
（1）图中匀强磁场部分的磁场方向如何？
（2）真空泵P中抽出的气体中主要含有哪些类型的微粒？
（3）若在磁感应强度为B时，记录仪记录到一个明显信号，求与该信号对应的离子的比荷。
（4）某探究小组设想使质谱仪进一步小型化，你认为其研究方向正确的是（）。
A.加大进气量
B.增大电子枪的发射功率
C.开发新型超强可变磁场材料
D.使用大规模集成电路，改造电信号放大器
参考答案与提示
1.A 2.B 3.B 4.A
5.C 6.C 7.BD 8.CD
9.（1）据左手定则可知，电流方向由下而上。
（2）驱动力对液体造成的压力F=BIb，压强差。
（3）若要液态核原料的流动速度加大，则必须使驱动力造成的压强差p加大。据 可知，应增大磁感应强度B、增大电流I或减小导管内截面的宽以。
10.（1）从离子化室中高压电源（即电场加速板）的极性特征可知，被加速的粒子为正离子。根据左手定则可知，磁场方向垂直纸面向外。
（2）根据电荷守恒原理可知，中性分子被离子化后，在产生正离子的同时必定产生负离子，经外加电场作用后，正离子被加速，负离子和中性分子不被加速；因此真空泵P中抽出的气体中必定含有中性分子和负离子。
（3）设离子在高电压下加速后的速度为v，据动能定理得，离子进入匀强磁场后做匀速圆周运动有，解得。
（4）选项A、B无助于质谱仪小型化；使用新型超强可变磁场材料后，可减小离子的偏转半径；使用大规模集成电路改造信号放大器，能缩小放大器的体积而使装置小型化。答案为CD。
A.安培力的方向总是垂直于磁场的方向
B.安培力的方向可以不垂直于直导线
C.安培力的大小与通电直导线和磁场方向间的夹角无关
D.将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半
2.新型电磁轨道炮弹的射程可达160 km.速度是声速的7倍。电磁轨道炮弹的工作原理如图1所示，待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动并与轨道保持良好接触，电流I从一条轨道流人，通过导电弹体后从另一条轨道流回，轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场，磁感应强度与，成正比，通电弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出。现欲使弹体的出射速度增大为原来的2倍，可采用的方法是（）。
A.只将轨道长度L变为原来的2倍
B.只将电流I增大至原来的2倍
C.只将弹体质量增大至原来的2倍
D.将弹体宽度变为原来的2倍
3.如图2所示的是在有匀强磁场的云室中观察到的带电粒子的运动轨迹图，M、N是轨迹上两点，匀强磁场B垂直纸面向里。该粒子在运动时，其质量和电荷量不变，而动能逐渐减少，下列说法正确的是（ ）。
A.粒子在M点的动能大于在N点的
B.粒子从N点运动到M点
C.粒子带负电
D.粒子在M点受到的洛伦兹力大于在N点的
4.我国首台医用回旋加速器已在广州正式运营。回旋加速器产生正电子放射性药物作为示踪剂注人人体后，医生即可通过CT显像观察到患者器官病理的功能及代谢情况。关于回旋加速器加速带电粒子所获得的能量，下列说法正确的是（）。
A.与加速器的半径有关，半径越大，能量越大
B.与加速器中磁场的磁感应强度无关
C.与加速器的电场有关，电场越强，能量越大
D.与带电粒子的质量与电荷量均有关，质量和电荷量越大，能量越大
5.如图3所示，甲、乙、丙中在竖直平面内有三个相同的半圆形光滑轨道，K为轨道最低点，甲中轨道处于匀强磁场中，乙和丙中轨道处于匀强电场中，三个完全相同的带正电小球“a、b、c从轨道最高点点自由下滑至第一次到达最低点K的过程中，下列说法正确的是（）。
A.在K处小球a的速度最大
B.在K处小球b对轨道的压力最大
C.小球b需要的时间最长
D.小球c的机械能损失最多
6.如图4所示，正方形区域ABCD内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，三个完全相同的带电粒子a、b、c分别以大小不同的初速度va、vb、vc从A点沿图示方向射人该磁场区域，经磁场偏转后粒子a、b、c分别从BC边中点、CD边中点、AD边中点射出。若ta、tb、tc分别表示粒子a、b、c在磁场中的运动时间，则以下判断正确的是（ ）。
A.Ra
A.经过虚线c的位置越高
B.经过虚线c的速度越大
C.打在荧光屏上的位置越低
D.打在荧光屏上的位置越高
8.如图8所示，在水平匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场中，有一竖直固定的足够长的绝缘杆MN，小球P套在杆上。已知小球P的质量为m，电荷量为 q，电场强度为E，磁感应强度为B，小球P与杆间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。小球P由静止开始下滑直到稳定的过程中（）。
A.小球P的加速度一直减小
B.小球P的机械能和电势能的总和保持不变
C.小球P的下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是
D.小球P的下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是
9.广东大亚湾核电站每年发电量超过100亿千瓦时，减少了导致“温室效应”和酸雨的气体排放量。在核电站的原子反应堆中抽动液态核原料（导电物质）时，不允许转动机械部分和液态核原料接触，往往采用一种完全隔离的电磁泵，如图7所示是大亚湾核电站电磁泵的结构示意图，图中A是导管的一段，垂直于匀强磁场放置，导管内充满液态核原料。当电流垂直于导管和磁场方向穿过液态核原料时，液态核原料即被驱动，若导管内截面宽为a、高为b，通过磁场区域中的液体的电流为I，磁感应强度为B，求：
（1）电流I的方向；
（2）驱动力对液体造成的压强差；
（3）若要液态核原料的流动速度加大，请你提出几种可行的方案。
10.《食品安全条例>确立了食品安全风险监测制度，为了对食品进行安全监管，必须对食品中的有毒有害物质进行快速检测，质谱法是测定有毒有害物质分子的重要方法，用极少量（10-9g）的食品即可记录到它的质谱，从而得知有关食品分子结构的信息。质谱仪原理如图8所示，图中电子枪G的作用是使食品气体分子离子化，已知高压电源的电压为U，若离子均带一个单位电荷e，质量为m，初速度为u0，离子在匀强磁场中运动轨迹的半径为R，问：
（1）图中匀强磁场部分的磁场方向如何？
（2）真空泵P中抽出的气体中主要含有哪些类型的微粒？
（3）若在磁感应强度为B时，记录仪记录到一个明显信号，求与该信号对应的离子的比荷。
（4）某探究小组设想使质谱仪进一步小型化，你认为其研究方向正确的是（）。
A.加大进气量
B.增大电子枪的发射功率
C.开发新型超强可变磁场材料
D.使用大规模集成电路，改造电信号放大器
参考答案与提示
1.A 2.B 3.B 4.A
5.C 6.C 7.BD 8.CD
9.（1）据左手定则可知，电流方向由下而上。
（2）驱动力对液体造成的压力F=BIb，压强差。
（3）若要液态核原料的流动速度加大，则必须使驱动力造成的压强差p加大。据 可知，应增大磁感应强度B、增大电流I或减小导管内截面的宽以。
10.（1）从离子化室中高压电源（即电场加速板）的极性特征可知，被加速的粒子为正离子。根据左手定则可知，磁场方向垂直纸面向外。
（2）根据电荷守恒原理可知，中性分子被离子化后，在产生正离子的同时必定产生负离子，经外加电场作用后，正离子被加速，负离子和中性分子不被加速；因此真空泵P中抽出的气体中必定含有中性分子和负离子。
（3）设离子在高电压下加速后的速度为v，据动能定理得，离子进入匀强磁场后做匀速圆周运动有，解得。
（4）选项A、B无助于质谱仪小型化；使用新型超强可变磁场材料后，可减小离子的偏转半径；使用大规模集成电路改造信号放大器，能缩小放大器的体积而使装置小型化。答案为CD。